Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для журналов см. Биосенсоры (журнал MDPI) и Биосенсоры (журнал Elsevier) .

Биосенсор представляет собой аналитический прибор, используемый для обнаружения химического вещества, который сочетает в себе биологический компонент с физико - химическим детектором. [1] [2] [3] Чувствительный биологический элемент , например ткань, микроорганизмы, органеллы , клеточные рецепторы , ферменты , антитела , нуклеиновые кислоты и т. Д., Представляет собой биологически полученный материал или биомиметический компонент, который взаимодействует, связывается или распознает исследуемый аналит. Биологически чувствительные элементы также могут быть созданы с помощью биологической инженерии . преобразовательили детекторный элемент , который преобразует один сигнал в другой, работает физико-химическим образом: оптический, пьезоэлектрический , электрохимический, электрохемилюминесценция и т. д., возникающий в результате взаимодействия анализируемого вещества с биологическим элементом, что позволяет легко измерять и количественно определять. Устройство считывания биосенсора соединяется с соответствующей электроникой или процессорами сигналов, которые в первую очередь отвечают за отображение результатов в удобном для пользователя виде. [4] Иногда это составляет самую дорогую часть сенсорного устройства, однако можно создать удобный дисплей, который включает преобразователь и чувствительный элемент ( голографический датчик). Считыватели обычно проектируются и изготавливаются по индивидуальному заказу в соответствии с различными принципами работы биосенсоров.

Биосенсорная система [ править ]

Биосенсор обычно состоит из биорецептора (фермент / антитело / клетка / нуклеиновая кислота / аптамер), компонента преобразователя (полупроводниковый материал / наноматериал) и электронной системы, которая включает усилитель сигнала , процессор и дисплей. [5] Преобразователи и электроника могут быть объединены, например, в микросенсорных системах на основе КМОП . [6] [7]Компонент распознавания, часто называемый биорецептором, использует биомолекулы организмов или рецепторы, смоделированные по биологическим системам, для взаимодействия с интересующим аналитом. Это взаимодействие измеряется биопреобразователем, который выдает измеряемый сигнал, пропорциональный присутствию целевого аналита в образце. Общая цель конструкции биосенсора состоит в том, чтобы обеспечить быстрое и удобное тестирование в точке обращения или ухода, где был взят образец. [8] [9]

Биорецепторы [ править ]

Биосенсоры, используемые для скрининга комбинаторных библиотек ДНК

В биосенсоре биорецептор предназначен для взаимодействия с конкретным представляющим интерес аналитом, чтобы производить эффект, измеряемый датчиком. Высокая селективность по аналиту среди других химических или биологических компонентов является ключевым требованием биорецептора. Хотя тип используемой биомолекулы может широко варьироваться, биосенсоры можно классифицировать в соответствии с общими типами взаимодействий с биорецепторами, включая: антитело / антиген, [10] ферменты / лиганды, нуклеиновые кислоты / ДНК, клеточные структуры / клетки или биомиметические материалы. [11] [12]

Взаимодействие антитело / антиген [ править ]

Иммуночувствительный использует очень специфическую аффинность связывания антител для конкретного соединения или антигена . Специфическая природа взаимодействия антитело-антиген аналогична подгонке «замок и ключ» в том смысле, что антиген будет связываться с антителом только в том случае, если оно имеет правильную конформацию. События связывания приводят к физико-химическим изменениям, которые в сочетании с индикаторами, такими как флуоресцентные молекулы, ферменты или радиоизотопы, могут генерировать сигнал. Существуют ограничения при использовании антител в сенсорах: 1. Связывающая способность антитела сильно зависит от условий анализа (например, pH и температура), и 2. Взаимодействие антитело-антиген обычно устойчиво, однако связывание может быть нарушено хаотропным действием.реагенты, органические растворители или даже ультразвуковое излучение. [13]

Искусственные связывающие белки [ править ]

Использование антител в качестве компонента биораспознавания биосенсоров имеет ряд недостатков. Они имеют высокую молекулярную массу и ограниченную стабильность, содержат существенные дисульфидные связи и дороги в производстве. В одном подходе для преодоления этих ограничений были сконструированы рекомбинантные связывающие фрагменты ( Fab , Fv или scFv ) или домены (VH, VHH ) антител. [14]В другом подходе были сконструированы небольшие белковые каркасы с благоприятными биофизическими свойствами для создания искусственных семейств антиген-связывающих белков (AgBP), способных специфически связываться с различными белками-мишенями, сохраняя при этом благоприятные свойства исходной молекулы. Элементы семейства, которые специфически связываются с данным антигеном-мишенью, часто выбираются in vitro с помощью методов отображения: фаговый дисплей , рибосомный дисплей , дрожжевой дисплей или дисплей мРНК.. Искусственные связывающие белки намного меньше антител (обычно менее 100 аминокислотных остатков), обладают высокой стабильностью, не имеют дисульфидных связей и могут выражаться с высоким выходом при восстановлении клеточной среды, такой как цитоплазма бактерий, в отличие от антител и их производных. . [15] [16] Таким образом, они особенно подходят для создания биосенсоров. [17] [18]

Ферментативные взаимодействия [ править ]

Специфические связывающие способности и каталитическая активность ферментов делают их популярными биорецепторами. Распознавание аналита осуществляется с помощью нескольких возможных механизмов: 1) фермент, преобразующий аналит в продукт, который может быть обнаружен сенсором, 2) обнаружение ингибирования или активации фермента аналитом, или 3) отслеживание изменения свойств фермента в результате взаимодействия с аналитом. . [13]Основными причинами широкого использования ферментов в биосенсорах являются: 1) способность катализировать большое количество реакций; 2) возможность обнаружения группы аналитов (субстратов, продуктов, ингибиторов и модуляторов каталитической активности); и 3) совместимость с несколькими различными методами преобразования для обнаружения аналита. Примечательно, что поскольку ферменты не расходуются в реакциях, биосенсор можно легко использовать непрерывно. Каталитическая активность ферментов также позволяет снизить пределы обнаружения по сравнению с обычными методами связывания. Однако срок службы сенсора ограничен стабильностью фермента.

Рецепторы связывания сродства [ править ]

Антитела имеют высокую константу связывания, превышающую 10-8 л / моль, что означает почти необратимую ассоциацию после образования пары антиген-антитело. Для определенных молекул аналита, таких как белки, связывающие сродство к глюкозе, существуют, которые связывают свой лиганд с высокой специфичностью, как антитело, но с гораздо меньшей константой связывания, порядка от 10 ^ 2 до 10 ^ 4 л / моль. Таким образом, связь между аналитом и рецептором носит обратимый характер, и рядом с парой между ними также встречаются их свободные молекулы в измеримой концентрации. В случае глюкозы, например, конканавалин А может функционировать как аффинный рецептор, демонстрируя константу связывания 4х10 ^ 2 л / моль. [19]Использование аффинно-связывающих рецепторов для целей биочувствительности было предложено Шульцем и Симсом в 1979 г. [20] и впоследствии было преобразовано в флуоресцентный анализ для измерения глюкозы в соответствующем физиологическом диапазоне от 4,4 до 6,1 ммоль / л. [21] Принцип сенсора имеет то преимущество, что он не потребляет аналит в химической реакции, как это происходит в ферментативных анализах.

Взаимодействия нуклеиновых кислот [ править ]

Биосенсоры, использующие рецепторы на основе нуклеиновых кислот, могут быть основаны либо на взаимодействиях комплементарного спаривания оснований, называемых геносенсорами, либо на имитаторах антител на основе специфических нуклеиновых кислот (аптамеры) в качестве аптасенсоров. [22] В первом случае процесс распознавания основан на принципе комплементарного спаривания оснований аденин: тимин и цитозин: гуанин в ДНК.. Если последовательность нуклеиновой кислоты-мишени известна, комплементарные последовательности можно синтезировать, пометить и затем иммобилизовать на датчике. Событие гибридизации можно обнаружить оптически и установить присутствие целевой ДНК / РНК. В последнем случае аптамеры, генерируемые против мишени, распознают ее посредством взаимодействия определенных нековалентных взаимодействий и индуцированного приспособления. Эти аптамеры могут быть легко помечены флуорофором / металлическими наночастицами для оптического обнаружения или могут использоваться для электрохимических платформ без меток или для платформ на основе кантилевера для широкого диапазона молекул-мишеней или сложных мишеней, таких как клетки и вирусы. [23] [24]

Эпигенетика [ править ]

Было предложено использовать правильно оптимизированные интегрированные оптические резонаторы для обнаружения эпигенетических модификаций (например, метилирования ДНК, посттрансляционных модификаций гистонов) в жидкостях организма пациентов, страдающих раком или другими заболеваниями. [25] Фотонные биосенсоры со сверхчувствительностью в настоящее время разрабатываются на исследовательском уровне, чтобы легко обнаруживать раковые клетки в моче пациента. [26] Различные исследовательские проекты направлены на разработку новых портативных устройств, в которых используются дешевые, экологически чистые одноразовые картриджи, требующие лишь простого обращения без дальнейшей обработки, промывки или манипуляций со стороны опытных технических специалистов. [27]

Органеллы [ править ]

Органеллы образуют отдельные отсеки внутри клеток и обычно выполняют функции независимо. Различные виды органелл имеют разные метаболические пути и содержат ферменты для выполнения своей функции. Обычно используемые органеллы включают лизосомы, хлоропласты и митохондрии. Картина пространственно-временного распределения кальция тесно связана с повсеместным сигнальным путем. Митохондрии активно участвуют в метаболизме ионов кальция, чтобы контролировать функцию, а также модулировать сигнальные пути, связанные с кальцием. Эксперименты доказали, что митохондрии обладают способностью реагировать на высокие концентрации кальция, возникающие в их близости, открывая кальциевые каналы. [28]Таким образом, митохондрии можно использовать для определения концентрации кальция в среде, и это обнаружение очень чувствительно из-за высокого пространственного разрешения. Еще одно применение митохондрий - обнаружение загрязнения воды. Токсичность моющих соединений повреждает клеточную и субклеточную структуру, включая митохондрии. Моющие средства вызывают эффект набухания, который можно измерить по изменению абсорбции. Данные эксперимента показывают, что скорость изменения пропорциональна концентрации детергента, обеспечивая высокий стандарт точности обнаружения. [29]

Ячейки [ править ]

Клетки часто используются в биорецепторах, потому что они чувствительны к окружающей среде и могут реагировать на все виды стимуляторов. Клетки имеют тенденцию прикрепляться к поверхности, поэтому их можно легко иммобилизовать. По сравнению с органеллами они остаются активными в течение более длительного периода, а воспроизводимость делает их многоразовыми. Они обычно используются для определения глобальных параметров, таких как стрессовое состояние, токсичность и органические производные. Их также можно использовать для контроля лечебного эффекта лекарств. Одно из применений - использование клеток для определения гербицидов, которые являются основными загрязнителями воды. [30] Микроводоросли улавливаются кварцевой микрофиброй.и флуоресценция хлорофилла, модифицированная гербицидами, собирается на конце пучка оптических волокон и передается на флуориметр. Водоросли непрерывно культивируются для получения оптимальных результатов. Результаты показывают, что предел обнаружения некоторых гербицидов может достигать уровня концентрации менее частей на миллиард. Некоторые ячейки также можно использовать для контроля микробной коррозии. [31] Pseudomonas sp. изолирован от поверхности корродированного материала и иммобилизован на ацетилцеллюлозной мембране. Дыхательная активность определяется путем измерения потребления кислорода. Существует линейная зависимость между генерируемым током и концентрацией серной кислоты. Время отклика связано с загрузкой клеток и окружающей среды и может контролироваться не более 5 минут.

Ткань [ править ]

Ткани используются в качестве биосенсора для определения количества существующих ферментов. К преимуществам тканей как биосенсоров можно отнести следующие: [32]

  • легче иммобилизовать по сравнению с клетками и органеллами
  • более высокая активность и стабильность от сохранения ферментов в естественной среде
  • доступность и невысокая цена
  • избежание утомительной работы по экстракции, центрифугированию и очистке ферментов
  • необходимые кофакторы для функционирования фермента существуют
  • разнообразие, обеспечивающее широкий выбор различных задач.

Также существуют некоторые недостатки тканей, такие как отсутствие специфичности из-за вмешательства других ферментов и более длительное время ответа из-за транспортного барьера.

Поверхностное прикрепление биологических элементов [ править ]

Обнаружение отрицательно заряженных экзосом, связанных с поверхностью графена

Важной частью биосенсора является прикрепление биологических элементов (небольших молекул / белков / клеток) к поверхности сенсора (будь то металл, полимер или стекло). Самый простой способ - функционализировать поверхность, чтобы покрыть ее биологическими элементами. Это можно сделать с помощью полилизина, аминосилана, эпоксисилана или нитроцеллюлозы в случае кремниевых крошек / кварцевого стекла. Впоследствии связанный биологический агент также может быть зафиксирован, например, путем послойного нанесения альтернативно заряженных полимерных покрытий. [33]

В качестве альтернативы, трехмерные решетки ( гидрогель / ксерогель ) могут использоваться для их химического или физического захвата (при этом химический захват означает, что биологический элемент удерживается на месте прочной связью, в то время как физически они удерживаются на месте, будучи не в состоянии проходят через поры гелевой матрицы). Наиболее часто используемый гидрогель представляет собой золь-гель стеклообразный диоксид кремния, образованный полимеризацией силикатных мономеров (добавленных в виде тетраалкилортосиликатов, таких как TMOS или TEOS ) в присутствии биологических элементов (наряду с другими стабилизирующими полимерами, такими как PEG ) в случай физического захвата. [34]

Другая группа гидрогелей, которые устанавливаются в условиях, подходящих для клеток или белка, представляет собой акрилатный гидрогель, который полимеризуется при инициировании радикалом . Одним из типов радикального инициатора является пероксидный радикал, обычно образующийся путем объединения персульфата с TEMED ( полиакриламидный гель также обычно используется для электрофореза белков ) [35], в качестве альтернативы можно использовать свет в сочетании с фотоинициатором, таким как DMPA ( 2, 2-диметокси-2-фенилацетофенон ). [36]Интеллектуальные материалы, имитирующие биологические компоненты сенсора, также можно классифицировать как биосенсоры, использующие только активный или каталитический сайт или аналогичные конфигурации биомолекулы. [37]

Биотрансдуктор [ править ]

Основная статья: Биотрансдуктор
Классификация биосенсоров по типу биопреобразователя

Биосенсоры можно классифицировать по типу биотрансдюсера . Наиболее распространенные типы биотрансдукторов, используемых в биосенсорах:

  • электрохимические биосенсоры
  • оптические биосенсоры
  • электронные биосенсоры
  • пьезоэлектрические биосенсоры
  • гравиметрические биосенсоры
  • пироэлектрические биосенсоры
  • магнитные биосенсоры

Электрохимический [ править ]

Электрохимические биосенсоры обычно основаны на ферментативном катализе реакции, которая производит или потребляет электроны (такие ферменты справедливо называются окислительно-восстановительными ферментами). Подложка сенсора обычно содержит три электрода ; опорный электрод, рабочий электрод и противоэлектрод. Целевой аналит участвует в реакции, которая происходит на активной поверхности электрода, и реакция может вызвать либо перенос электронов через двойной слой (создавая ток), либо вносить вклад в потенциал двойного слоя (создавая напряжение). Мы можем либо измерить ток (скорость потока электронов теперь пропорциональна концентрации аналита) при фиксированном потенциале, либо потенциал можно измерить при нулевом токе (это дает логарифмический отклик). Обратите внимание, что потенциал рабочего или активного электрода чувствителен к пространственному заряду, и это часто используется. Кроме того, без метки и прямое электрическое обнаружение небольших пептидов и белков возможно по их внутренним зарядам с использованием биофункциональных ионно-чувствительных полевые транзисторы . [38]

Другой пример, потенциометрический биосенсор (потенциал, создаваемый при нулевом токе) дает логарифмический отклик с высоким динамическим диапазоном. Такие биосенсоры часто изготавливают путем трафаретной печати рисунков электродов на пластиковой подложке, покрытой проводящим полимером, а затем прикрепляют некоторый белок (фермент или антитело). У них всего два электрода, они чрезвычайно чувствительны и надежны. Они позволяют обнаруживать аналиты на уровнях, ранее достижимых только с помощью ВЭЖХ и ЖХ / МС, и без тщательной подготовки проб. Все биосенсоры обычно требуют минимальной подготовки образца, так как биологический чувствительный компонент очень селективен для рассматриваемого аналита. Сигнал создается электрохимическими и физическими изменениями в слое проводящего полимера из-за изменений, происходящих на поверхности датчика.Такие изменения могут быть связаны с ионной силой, pH, гидратацией и окислительно-восстановительными реакциями, последние из-за того, что ферментная метка переключает субстрат.[39] Полевые транзисторы, в которых область затвора была модифицирована ферментом или антителом, также могут обнаруживать очень низкие концентрации различных аналитов, поскольку связывание анализируемого вещества с областью затвора полевого транзистора вызывает изменение стока. источник тока.

Разработка биосенсоров на основе импедансной спектроскопии в настоящее время набирает обороты, и многие такие устройства / разработки используются в академических кругах и промышленности. Было показано, что одно такое устройство, основанное на 4-электродной электрохимической ячейке с нанопористой мембраной из оксида алюминия, обнаруживает низкие концентрации альфа-тромбина человека в присутствии высокого фона сывороточного альбумина. [40] Также встречно-штыревые электроды использовались для импедансных биосенсоров. [41]

Переключатель ионного канала [ править ]

ICS - канал открыт
ICS - канал закрыт

Было показано, что использование ионных каналов обеспечивает высокочувствительное обнаружение целевых биологических молекул. [42] За счет встраивания ионных каналов в поддерживаемые или привязанные двухслойные мембраны (t-BLM), прикрепленные к золотому электроду, создается электрическая цепь. Улавливающие молекулы, такие как антитела, могут быть связаны с ионным каналом, так что связывание целевой молекулы контролирует поток ионов через канал. Это приводит к измеримому изменению электропроводности, которое пропорционально концентрации мишени.

Биосенсор переключения ионных каналов (ICS) может быть создан с использованием грамицидина, димерного пептидного канала, в привязанной двухслойной мембране. [43] Один пептид грамицидина с прикрепленным антителом является подвижным, а другой - фиксированным. Разрыв димера останавливает ионный ток через мембрану. Величина изменения электрического сигнала значительно увеличивается за счет отделения мембраны от металлической поверхности с помощью гидрофильной прокладки.

Количественное обнаружение обширного класса целевых видов, включая белки, бактерии, лекарства и токсины, было продемонстрировано с использованием различных конфигураций мембран и захвата. [44] [45] Европейский исследовательский проект Greensense разрабатывает биосенсор для количественного выявления злоупотребляющих наркотиками, таких как ТГК, морфин и кокаин [46], в слюне и моче.

Безреагентный флуоресцентный биосенсор [ править ]

Безреагентный биосенсор может контролировать целевой аналит в сложной биологической смеси без дополнительных реагентов. Следовательно, он может функционировать непрерывно, если закреплен на твердой опоре. Флуоресцентный биосенсор реагирует на взаимодействие со своим целевым аналитом изменением своих флуоресцентных свойств. Безреагентный флуоресцентный биосенсор (RF-биосенсор) может быть получен путем интеграции биологического рецептора, который направлен против целевого анализируемого вещества, и сольватохромного флуорофора, свойства излучения которого чувствительны к природе его локальной среды, в одной макромолекуле. Флуорофор преобразует событие распознавания в измеримый оптический сигнал. Использование внешних флуорофоров, чьи эмиссионные свойства сильно отличаются от свойств собственных флуорофоров белков, триптофана и тирозина,позволяет сразу обнаруживать и количественно определять аналит в сложных биологических смесях. Интеграция флуорофора должна происходить в том месте, где он чувствителен к связыванию анализируемого вещества, не нарушая аффинности рецептора.

Антитела и искусственные семейства антиген-связывающих белков (AgBP) хорошо подходят для обеспечения модуля распознавания радиочастотных биосенсоров, поскольку они могут быть направлены против любого антигена (см. Параграф о биорецепторах). Был описан общий подход к интеграции сольватохромного флуорофора в AgBP, когда известна атомная структура комплекса с его антигеном, и, таким образом, трансформации его в RF-биосенсор. [17]Остаток AgBP идентифицируется по соседству с антигеном в их комплексе. Этот остаток превращается в цистеин посредством сайт-направленного мутагенеза. Флуорофор химически связан с мутантным цистеином. Когда конструкция успешна, связанный флуорофор не препятствует связыванию антигена, это связывание защищает флуорофор от растворителя, и его можно обнаружить по изменению флуоресценции. Эта стратегия также применима для фрагментов антител. [47] [48]

Однако при отсутствии конкретных структурных данных необходимо применять другие стратегии. Антитела и искусственные семейства AgBP состоят из набора гипервариабельных (или рандомизированных) положений остатков, расположенных в уникальной подобласти белка и поддерживаемых постоянным полипептидным каркасом. Остатки, которые образуют сайт связывания для данного антигена, выбираются среди гипервариабельных остатков. Любой AgBP из этих семейств можно превратить в RF-биосенсор, специфичный для антигена-мишени, просто путем связывания сольватохромного флуорофора с одним из гипервариабельных остатков, которые имеют мало или не имеют никакого значения для взаимодействия с антигеном, после изменения этого остатка. в цистеин мутагенезом. В частности,Стратегия заключается в индивидуальном изменении остатков гипервариабельных положений на цистеин на генетическом уровне, в химическом связывании сольватохромного флуорофора с мутантным цистеином, а затем в сохранении полученных конъюгатов, имеющих наивысшую чувствительность (параметр, который включает как аффинность, так и изменение сигнала флуоресценции).[18] Этот подход также применим для семейств фрагментов антител. [49]

Апостериорные исследования показали, что лучшие безреагентные флуоресцентные биосенсоры получаются, когда флуорофор не осуществляет нековалентных взаимодействий с поверхностью биорецептора, что увеличивает фоновый сигнал, и когда он взаимодействует со связывающим карманом на поверхности биорецептора. целевой антиген. [50] Радиочастотные биосенсоры, полученные с помощью описанных выше методов, могут функционировать и обнаруживать целевые аналиты внутри живых клеток. [51]

Магнитные биосенсоры [ править ]

Магнитные биосенсоры используют парамагнитные или надпарамагнитные частицы или кристаллы для обнаружения биологических взаимодействий. Примерами могут быть индуктивность катушки, сопротивление или другие магнитные свойства. Обычно используются магнитные нано или микрочастицы. На поверхности таких частиц находятся биорецепторы, которыми могут быть ДНК (комплементарные последовательности или аптамеры), антитела или другие. Связывание биорецептора будет влиять на некоторые свойства магнитных частиц, которые могут быть измерены с помощью сенсептометрии переменного тока [52] , датчика Холла [53], устройства гигантского магнитосопротивления [54] или других.

Другое [ править ]

Пьезоэлектрические датчики используют кристаллы, которые подвергаются упругой деформации при приложении к ним электрического потенциала. Переменный потенциал (AC) создает в кристалле стоячую волну с характерной частотой. Эта частота сильно зависит от упругих свойств кристалла, так что, если кристалл покрыт элементом биологического распознавания, связывание (большого) целевого аналита с рецептором вызовет изменение резонансной частоты, что дает связывание сигнал. В режиме, в котором используются поверхностные акустические волны (ПАВ), чувствительность значительно увеличивается. Это специализированное приложение микровесов из кристаллов кварца в качестве биосенсора.

Электрохемилюминесценция (ECL) в настоящее время является ведущим методом в биосенсорах. [55] [56] [57] Поскольку возбужденные частицы производятся с помощью электрохимического стимула, а не с помощью источника возбуждения света, ECL демонстрирует улучшенное отношение сигнал / шум по сравнению с фотолюминесценцией с минимизированными эффектами из-за рассеяния света и фона люминесценции . В частности, сореактант ECL, действующий в забуференном водном растворе в области положительных потенциалов (окислительно-восстановительный механизм), окончательно повысил ECL для иммуноанализа, что подтверждается многими исследовательскими приложениями и, более того, присутствием важных компаний, которые разработали коммерческое оборудование для высокопроизводительный иммуноанализ на рынке, ежегодно оцениваемом в миллиарды долларов.

Термометрические биосенсоры встречаются редко.

Биосенсорный МОП-транзистор (BioFET) [ править ]

Основная статья: Bio-FET

МОП - транзистор (металл-оксид-полупроводник полевой транзистор, или МОП - транзистор) был изобретен Mohamed М. Atalla и Давон Канг в 1959 году, и продемонстрировано в 1960 г. [58] Через два года, Леланд С. Кларк и Лайонс весе изобрели первый биосенсор в 1962 году. [59] [60] Биосенсорные полевые МОП-транзисторы (BioFET) были разработаны позже, и с тех пор они широко используются для измерения физических , химических , биологических и экологических параметров. [61]

Первый BioFET был ион-чувствительный полевой транзистор (ИСПТ), изобретенный Пита Bergveld для электрохимических и биологических применений в 1970 году [62] [63] адсорбции на полевых транзисторах (ADFET) был запатентован ОФ Коксом в 1974 году, а водорода , чувствительными к МОП - транзистор был продемонстрирован И. Lundstrom, MS Shivaraman, CS Свенсона и L. Лундквист в 1975 г. [61] ИСПТ представляет собой особый тип полевого МОП - транзистора с затвором на некотором расстоянии, [61] и где металлические ворота заменяется ионно- чувствительной мембраной ,раствор электролита и электрод сравнения . [64] ISFET широко используется в биомедицинских приложениях, таких как обнаружение гибридизации ДНК , обнаружение биомаркеров в крови , обнаружение антител , измерение глюкозы, определение pH и генетические технологии . [64]

К середине 1980-х годов были разработаны другие полевые транзисторы BioFET , в том числе полевой транзистор с газовым датчиком (GASFET), полевой транзистор с датчиком давления (PRESSFET), химический полевой транзистор (ChemFET), эталонный ISFET (REFET), полевой транзистор, модифицированный ферментами (ENFET). и иммунологически модифицированный полевой транзистор (IMFET). [61] В начале 2000 - х годов, BioFETs , такие как ДНК - полевого транзистора (DNAFET), ген-модифицированных полевых транзисторах (GenFET) и клеточный потенциал был разработан BioFET (CPFET). [64]

Размещение биосенсоров [ править ]

Правильное размещение биосенсоров зависит от области их применения, которую можно условно разделить на биотехнологию , сельское хозяйство , пищевые технологии и биомедицину .

В биотехнологии анализ химического состава культурального бульона может проводиться в режиме реального времени, в режиме реального времени и в автономном режиме. Как указано в Управлении по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США ( FDA ), образец не удаляется из технологического потока для встроенных датчиков, в то время как он выводится из производственного процесса для онлайн-измерений. Для датчиков на линии проба может быть удалена и проанализирована в непосредственной близости от технологического потока. [65] Примером последнего является мониторинг лактозы на молочном заводе. [66] Автономные биосенсоры по сравнению с биоаналитическими методами.которые работают не в поле, а в лаборатории. Эти методы в основном используются в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и биомедицине.

В медицинских приложениях биосенсоры обычно делятся на системы in vitro и in vivo . В пробирке , измерение биосенсора происходит в пробирке, культуральную чашку тарелку микротитрования или в другом месте за пределами живой организм. Датчик использует биорецептор и датчик, как описано выше. Примером биосенсора in vitro является фермент-кондуктометрический биосенсор для мониторинга уровня глюкозы в крови . Существует проблема создания биосенсора, работающего по принципу тестирования в месте оказания медицинской помощи , то есть в том месте, где требуется тест. [67] [68] Одним из таких исследований является разработка носимых биосенсоров. [69]Отказ от лабораторных испытаний может сэкономить время и деньги. Применение биосенсора POCT может быть для тестирования на ВИЧ в областях, где пациентам трудно пройти тестирование. Биосенсор можно отправить прямо на место, и можно использовать быстрый и простой тест.

Имплант биосенсора для контроля уровня глюкозы в подкожной клетчатке (59x45x8 мм). Электронные компоненты герметично заключены в титановый корпус, а антенна и сенсорный зонд залиты эпоксидной головкой. [70]

В естественных условиях биосенсора является имплантируемого устройства , которое работает внутри тела. Конечно, имплантаты биосенсора должны соответствовать строгим правилам стерилизации , чтобы избежать первоначальной воспалительной реакции после имплантации. Вторая проблема связана с долгосрочной биосовместимостью , то есть безвредным взаимодействием с окружающей средой тела в течение предполагаемого периода использования. [71] Еще одна проблема, которая возникает, - это неудачи. В случае сбоя устройство необходимо удалить и заменить, что вызовет дополнительную операцию. Примером применения биосенсора in vivo может быть мониторинг инсулина в организме, который пока недоступен.

Самые современные имплантаты биосенсоров были разработаны для непрерывного контроля уровня глюкозы. [72] [73] На рисунке показано устройство, в котором используется титановый корпус и батарея, установленная для сердечно-сосудистых имплантатов, таких как кардиостимуляторы и дефибрилляторы . [70] Его размер определяется батареей, необходимой для срока службы в один год. Измеренные данные об уровне глюкозы будут передаваться из организма по беспроводной сети в диапазоне MICS 402–405 МГц, как это разрешено для медицинских имплантатов.

Биосенсоры также могут быть интегрированы в системы мобильных телефонов, что делает их удобными и доступными для большого числа пользователей. [74]

Приложения [ править ]

Биологическая чувствительность вируса гриппа с использованием модифицированного антителами алмаза, легированного бором

Существует множество потенциальных применений биосенсоров различных типов. Основными требованиями к биосенсорному подходу, чтобы быть ценным с точки зрения исследований и коммерческого применения, являются идентификация целевой молекулы, наличие подходящего биологического распознающего элемента и возможность того, что одноразовые портативные системы обнаружения будут предпочтительнее чувствительных лабораторных методов. в некоторых ситуациях. Некоторыми примерами являются мониторинг глюкозы у пациентов с диабетом, другие цели, связанные со здоровьем, экологические приложения, например обнаружение пестицидов и загрязнителей речной воды, таких как ионы тяжелых металлов, [75] дистанционное зондирование переносимых по воздуху бактерий.например, в борьбе с биотеррористическими действиями, дистанционное зондирование качества воды в прибрежных водах путем онлайн-описания различных аспектов этологии моллюсков (биологические ритмы, скорость роста, нерест или записи о смерти) в группах брошенных двустворчатых моллюсков по всему миру, [76] обнаружение патогенов , определение уровней токсичных веществ до и после биоремедиации , обнаружение и определение фосфорорганических соединений , рутинное аналитическое измерение фолиевой кислоты , биотина , витамина B12 и пантотеновой кислоты в качестве альтернативы микробиологическому анализу , определение остатков лекарств в пищевых продуктах, таких как антибиотикии стимуляторов роста , в частности , мясо и мед, открытие и оценка биологической активности новых соединений, белковой инженерии в биосенсоров, [77] и обнаружение токсичных метаболитов , таких как микотоксинов .

Типичным примером коммерческого биосенсора является биосенсор глюкозы в крови , который использует фермент глюкозооксидазу для расщепления глюкозы в крови. При этом он сначала окисляет глюкозу и использует два электрона для восстановления FAD (компонента фермента) до FADH2. Это, в свою очередь, окисляется электродом в несколько этапов. Результирующий ток является мерой концентрации глюкозы. В этом случае электрод является преобразователем, а фермент - биологически активным компонентом.

Канарейки в клетке , так как используется , чтобы предупредить шахтеров газа, можно было бы считать биосенсора. Многие из современных приложений биосенсоров аналогичны тем, что они используют организмы, которые реагируют на токсичные вещества в гораздо более низких концентрациях, чем люди могут обнаружить, чтобы предупредить об их присутствии. Такие устройства могут использоваться для мониторинга окружающей среды [76], обнаружения газовых примесей и на водоочистных сооружениях.

Многие оптические биосенсоры основаны на явлении поверхностного плазмонного резонанса (SPR). [78] [79] Здесь используются свойства других материалов; в частности, тонкий слой золота на поверхности стекла с высоким показателем преломления может поглощать лазерный свет, создавая электронные волны (поверхностные плазмоны) на поверхности золота. Это происходит только при определенном угле и длине волны падающего света и сильно зависит от поверхности золота, так что связывание целевого аналита с рецептором на поверхности золота дает измеримый сигнал.

Датчики поверхностного плазмонного резонанса работают с использованием сенсорного чипа, состоящего из пластиковой кассеты, поддерживающей стеклянную пластину, одна сторона которой покрыта микроскопическим слоем золота. Эта сторона контактирует с оптическим детектором прибора. Противоположная сторона затем контактирует с системой микрожидкостного потока. Контакт с проточной системой создает каналы, через которые реагенты могут проходить в растворе. Эта сторона стеклянного сенсорного чипа может быть модифицирована различными способами, чтобы обеспечить легкое прикрепление интересующих молекул. Обычно она покрыта в карбоксиметилцеллюлоза декстрана или подобного соединения.

Показатель преломления на стороне потока поверхности чипа имеет прямое влияние на поведение света, отраженного от золотой стороны. Связывание со стороной потока чипа влияет на показатель преломления, и, таким образом, биологические взаимодействия могут быть измерены с высокой степенью чувствительности с помощью некоторой энергии. Показатель преломления среды у поверхности изменяется, когда биомолекулы прикрепляются к поверхности, и угол SPR изменяется в зависимости от этого изменения.

Свет фиксированной длины волны отражается от золотой стороны чипа под углом полного внутреннего отражения и обнаруживается внутри прибора. Угол падающего света варьируется для согласования скорости распространения затухающей волны со скоростью распространения поверхностных плазмонных платонов. [80] Это заставляет затухающую волну проникать через стеклянную пластину и на некоторое расстояние в жидкость, текущую по поверхности.

Другие оптические биосенсоры в основном основаны на изменениях оптической плотности или флуоресценции соответствующего индикаторного соединения и не нуждаются в геометрии полного внутреннего отражения. Например, изготовлен полностью рабочий прототип устройства для обнаружения казеина в молоке. Устройство основано на обнаружении изменений в поглощении золотого слоя. [81] Широко используемый исследовательский инструмент, микромассив, также можно рассматривать как биосенсор.

Биологические биосенсоры часто включают генетически модифицированную форму нативного белка или фермента. Белок сконфигурирован для обнаружения определенного аналита, и последующий сигнал считывается прибором обнаружения, таким как флуорометр или люминометр. Примером недавно разработанного биосенсора является датчик для определения цитозольной концентрации аналита цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), второго мессенджера, участвующего в передаче клеточных сигналов, запускаемого лигандами, взаимодействующими с рецепторами на клеточной мембране. [82]Подобные системы были созданы для изучения клеточных ответов на нативные лиганды или ксенобиотики (токсины или низкомолекулярные ингибиторы). Такие «анализы» обычно используются фармацевтическими и биотехнологическими компаниями при разработке новых лекарств. Большинство используемых в настоящее время анализов цАМФ требуют лизиса клеток перед измерением цАМФ. Биосенсор живых клеток для цАМФ можно использовать в нелизированных клетках с дополнительным преимуществом множественных считываний для изучения кинетики рецепторного ответа.

В нанобиосенсорах используется иммобилизованный биорецепторный зонд, который является селективным в отношении целевых молекул аналита. Наноматериалы - чрезвычайно чувствительные химические и биологические сенсоры. Наноразмерные материалы демонстрируют уникальные свойства. Их большое отношение площади поверхности к объему позволяет достичь быстрых и недорогих реакций, используя различные конструкции. [83]

Другие биосенсоры с исчезающей волной были коммерциализированы с использованием волноводов, в которых постоянная распространения через волновод изменяется за счет поглощения молекул на поверхности волновода. В одном из таких примеров интерферометрия с двойной поляризацией использует заглубленный волновод в качестве эталона, относительно которого измеряется изменение постоянной распространения. В других конфигурациях, таких как Mach – Zehnder , эталонные плечи литографически определены на подложке. Более высокие уровни интеграции могут быть достигнуты при использовании геометрии резонатора, при которой резонансная частота кольцевого резонатора изменяется при поглощении молекул. [84] [85]

В последнее время матрицы из множества различных детекторных молекул были применены в так называемых устройствах электронного носа , в которых образец отклика детекторов используется для идентификации вещества. [86] В детекторе запаха Wasp Hound механический элемент представляет собой видеокамеру, а биологический элемент - пять паразитических ос, которых приучили к рою в ответ на присутствие определенного химического вещества. [87] Современные коммерческие электронные носы, однако, не используют биологические элементы.

Мониторинг глюкозы [ править ]

Основная статья: Мониторинг уровня глюкозы в крови

Коммерчески доступные мониторы глюкозы основаны на амперометрическом измерении глюкозы с помощью глюкозооксидазы , которая окисляет глюкозу с образованием перекиси водорода, которую определяет электрод. Чтобы преодолеть ограничения амперометрических датчиков, проводится целый ряд исследований по новым методам измерения, таким как флуоресцентные биосенсоры глюкозы . [88]

Датчик интерферометрической отражательной томографии [ править ]

Датчик изображения с интерферометрической отражательной способностью (IRIS) основан на принципах оптической интерференции и состоит из кремний-кремниевой подложки, стандартной оптики и когерентных светодиодов с низким энергопотреблением. Когда свет попадает через объектив с малым увеличением на слоистую подложку из кремния-оксида кремния, создается интерферометрическая сигнатура. Поскольку биомасса, которая имеет такой же показатель преломления, как оксид кремния, накапливается на поверхности подложки, происходит изменение интерферометрической сигнатуры, и это изменение может быть коррелировано с измеряемой массой. Daaboul et al. использовали IRIS для получения чувствительности без метки около 19 нг / мл. [89] Ан и др.улучшена чувствительность IRIS за счет техники массового мечения. [90]

С момента первой публикации IRIS был адаптирован для выполнения различных функций. Во-первых, IRIS интегрировала возможность флуоресцентной визуализации в прибор для интерферометрической визуализации как потенциальный способ решения проблемы изменчивости флуоресцентных белковых микроматриц. [91] Вкратце, изменение флуоресцентных микрочипов в основном происходит из-за несогласованной иммобилизации белков на поверхностях и может вызывать неправильные диагнозы в микроматрицах аллергии. [92] Чтобы скорректировать любые вариации в иммобилизации белка, данные, полученные в режиме флуоресценции, затем нормализуются данными, полученными в режиме без метки. [92] IRIS также был адаптирован для работы с отдельными наночастицами.подсчет путем простого переключения объектива с низким увеличением, используемого для количественного определения биомассы без меток, на более высокое увеличение. [93] [94] Этот метод позволяет различать размер сложных биологических образцов человека. Монро и др. использовали IRIS для количественного определения уровней протеина в цельной крови и сыворотке человека и определили сенсибилизацию аллергенов в охарактеризованных образцах крови человека с использованием нулевой обработки образцов. [95] Другие практические применения этого устройства включают обнаружение вирусов и патогенов. [96]

Анализ питания [ править ]

Есть несколько применений биосенсоров в анализе пищевых продуктов. В пищевой промышленности оптика, покрытая антителами, обычно используется для обнаружения патогенов и пищевых токсинов. Обычно световая система в этих биосенсорах представляет собой флуоресценцию, поскольку этот тип оптического измерения может значительно усилить сигнал.

Ряд иммуно- и лиганд-связывающих анализов для обнаружения и измерения малых молекул, таких как водорастворимые витамины и химические загрязнители ( остатки лекарств ), такие как сульфаниламиды и бета-агонисты , были разработаны для использования в сенсорных системах на основе SPR , часто адаптировано из существующего ELISA или другого иммунологического анализа. Они широко используются в пищевой промышленности.

Биосенсоры ДНК [ править ]

ДНК может быть аналитом биосенсора, обнаруживаемым с помощью определенных средств, но ее также можно использовать как часть биосенсора или, теоретически, даже как биосенсор в целом.

Существует множество методов обнаружения ДНК, которые обычно являются средством обнаружения организмов, имеющих эту конкретную ДНК. Последовательности ДНК также можно использовать, как описано выше. Но существуют более дальновидные подходы, в которых ДНК может быть синтезирована для удержания ферментов в биологическом стабильном геле. [97] Другими приложениями являются создание аптамеров, последовательностей ДНК, которые имеют определенную форму для связывания желаемой молекулы. Самые инновационные процессы используют для этого ДНК-оригами , создавая последовательности, которые складываются в предсказуемую структуру, полезную для обнаружения. [98] [99]

Микробные биосенсоры [ править ]

Микробные биосенсоры используют реакцию бактерий на определенное вещество. Например, мышьяк можно обнаружить с помощью оперона ars, обнаруженного у нескольких таксонов бактерий. [100]

Озоновые биосенсоры [ править ]

Поскольку озон отфильтровывает вредное ультрафиолетовое излучение, открытие дыр в озоновом слое атмосферы Земли вызвало беспокойство по поводу того, сколько ультрафиолетового света достигает поверхности Земли. Особую озабоченность вызывают вопросы о том, насколько глубоко проникает ультрафиолетовое излучение в морскую воду и как оно влияет на морские организмы , особенно на планктон (плавающие микроорганизмы) и вирусы , атакующие планктон. Планктон составляет основу морских пищевых цепей и, как считается, влияет на температуру и погоду нашей планеты, поглощая CO 2 для фотосинтеза.

Денеб Каренц, исследователь из Лаборатории радиобиологии и гигиены окружающей среды Калифорнийского университета в Сан-Франциско , разработал простой метод измерения проникновения и интенсивности ультрафиолета. Работая в Антарктическом океане, она погружала на разную глубину тонкие пластиковые пакеты, содержащие особые штаммы кишечной палочки , которые почти полностью не в состоянии восстановить поврежденную ультрафиолетом их ДНК. Уровни бактериальной смертности в этих мешках сравнивали с показателями в контрольных мешках, не подвергавшихся воздействию того же организма. Бактериальные «биосенсоры» выявляли постоянные значительные ультрафиолетовые повреждения на глубине 10 м, а часто и 20 и 30 м. Каренц планирует дополнительные исследования того, как ультрафиолет может влиять на сезонное цветение планктона (всплески роста) в океанах.[101]

Биосенсоры метастатических раковых клеток [ править ]

Метастазирование - это распространение рака из одной части тела в другую через систему кровообращения или лимфатическую систему. [102]В отличие от тестов радиологической визуализации (маммограммы), которые посылают формы энергии (рентгеновские лучи, магнитные поля и т. Д.) Через тело только для получения внутренних снимков, биосенсоры могут напрямую проверить злокачественную силу опухоли. Комбинация биологического и детекторного элементов позволяет использовать небольшой образец, компактный дизайн, быстрые сигналы, быстрое обнаружение, высокую селективность и высокую чувствительность для исследуемого аналита. По сравнению с обычными рентгенологическими методами визуализации биосенсоры имеют преимущество не только в том, что определяют, насколько далеко распространился рак, и проверяют эффективность лечения, но и являются более дешевыми и эффективными (по времени, стоимости и производительности) способами оценки метастатичности на ранних стадиях. рак.

Исследователи биологической инженерии создали онкологические биосенсоры для лечения рака груди. [103] Рак груди является самым распространенным раком среди женщин во всем мире. [104] Примером могут служить микровесы с кристаллами трансферрина и кварца (QCM). В качестве биосенсора микровесы на кристалле кварца производят колебания частоты стоячей волны кристалла от переменного потенциала для обнаружения нанограммовых изменений массы. Эти биосенсоры специально разработаны для взаимодействия и обладают высокой селективностью в отношении рецепторов на клеточных (злокачественных и нормальных) поверхностях. В идеале это обеспечивает количественное обнаружение клеток с этим рецептором на площади поверхности вместо качественного определения изображения, полученного с помощью маммограммы.

Седа Атай, исследователь биотехнологии из Университета Хаджеттепе, экспериментально наблюдала эту специфичность и селективность между QCM и клетками молочной железы MDA-MB 231, клетками MCF 7 и голодными клетками MDA-MB 231 in vitro. [103]Вместе с другими исследователями она разработала метод промывки этих различных метастатических выровненных клеток над сенсорами для измерения массовых сдвигов из-за различного количества рецепторов трансферрина. В частности, метастатическая сила клеток рака молочной железы может быть определена микровесами кварцевого кристалла с наночастицами и трансферрином, которые потенциально могут присоединяться к рецепторам трансферрина на поверхности раковых клеток. Селективность рецепторов трансферрина очень высока, потому что они чрезмерно экспрессируются в раковых клетках. Если клетки имеют высокую экспрессию рецепторов трансферрина, что свидетельствует об их высокой метастатической способности, они имеют более высокое сродство и больше связываются с QCM, который измеряет увеличение массы. В зависимости от величины изменения массы нанограмма может быть определена метастатическая сила.

Кроме того, в последние годы значительное внимание было уделено выявлению биомаркеров рака легких без биопсии. В этом отношении биосенсоры являются очень привлекательными и применимыми инструментами для обеспечения быстрого, чувствительного, специфического, стабильного, экономичного и неинвазивного обнаружения для ранней диагностики рака легких. Таким образом, раковые биосенсоры, состоящие из специфических молекул биопознавания, таких как антитела, комплементарные зонды нуклеиновых кислот или других иммобилизованных биомолекул на поверхности преобразователя. Молекулы биораспознавания специфически взаимодействуют с биомаркерами (мишенями), и генерируемые биологические ответы преобразуются датчиком в измеримый аналитический сигнал. В зависимости от типа биологической реакции при изготовлении биосенсоров рака используются различные преобразователи, например, электрохимические,оптические и массовые преобразователи.[105]

См. Также [ править ]

  • Биоактивная бумага
  • Биоэлектроника
  • Биоинтерфейс
  • Полевой транзистор ДНК
  • Двухполяризационная интерферометрия
  • Электро-переключаемые биоповерхности
  • Электрохемилюминесценция
  • Импедансная микробиология
  • Зонды лантаноидов
  • Микрофизиометрия
  • Многопараметрический поверхностный плазмонный резонанс
  • Плазмон
  • Датчики малых молекул
  • Поверхностный плазмонный резонанс
  • Био-FET
  • Нанопора

Ссылки [ править ]

  1. ^ Тернер, Энтони; Уилсон, Джордж; Каубе, Исао (1987). Биосенсоры: основы и применение . Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета. п. 770. ISBN 978-0198547242.
  2. ^ Bănică, Florinel-Габриэль (2012). Химические сенсоры и биосенсоры: основы и приложения . Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons. п. 576. ISBN. 9781118354230.
  3. ^ Динсер, может; Брух, Ричард; Коста-Рама, Эстефания; Фернандес-Абедул, Мария Тереза; Меркочи, Арбен; Манц, Андреас; Урбан, Джеральд Антон; Гюдер, Фират (15 мая 2019 г.). «Одноразовые датчики в диагностике, мониторинге пищевых продуктов и окружающей среды» . Современные материалы . 31 (30): 1806739. DOI : 10.1002 / adma.201806739 . hdl : 10044/1/69878 . ISSN 0935-9648 . PMID 31094032 .  
  4. ^ Кавалканти А, Ширинзаде В, Чжан М, Kretly LC (2008). «Аппаратная архитектура нанороботов для медицинской защиты» (PDF) . Датчики . 8 (5): 2932–2958. DOI : 10.3390 / s8052932 . PMC 3675524 . PMID 27879858 .   
  5. ^ Каур, Харманджит; Шори, Муниш (2019). «Аптасенсоры на основе наноматериалов для клинической диагностики и диагностики окружающей среды» . Наноразмерные достижения . 1 (6): 2123–2138. Bibcode : 2019NanoA ... 1.2123K . DOI : 10.1039 / C9NA00153K .
  6. ^ А. Хирлеманн, О. Бранд, К. Хаглайтнер, Х. Балтес, «Методы микротехнологии для химических / биосенсоров», Труды IEEE 91 (6), 2003, 839–863.
  7. ^ А. Hierlemann, Х. Балтес, "CMOSоснове химических микродатчики", Аналитик 128 (1), 2003, стр. 15-28.
  8. ^ "Биосенсоры Праймер" . Проверено 28 января 2013 года .
  9. ^ Динсер, может; Брух, Ричард; Клинг, Андре; Dittrich, Petra S .; Урбан, Джеральд А. (август 2017 г.). «Мультиплексное тестирование на месте оказания медицинской помощи - xPOCT» . Тенденции в биотехнологии . 35 (8): 728–742. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2017.03.013 . PMC 5538621 . PMID 28456344 .  
  10. ^ Хузгадо, А .; Solda, A .; Ostric, A .; Criado, A .; Валенти, G .; Рапино, С .; Conti, G .; Fracasso, G .; Паолуччи, Ф .; Прато, М. (2017). «Высокочувствительное электрохемилюминесцентное обнаружение биомаркера рака простаты». J. Mater. Chem. B . 5 (32): 6681–6687. DOI : 10.1039 / c7tb01557g . PMID 32264431 . 
  11. ^ Во-Динь, Т .; Каллум, Б. (2000). «Биосенсоры и биочипы: достижения в биологической и медицинской диагностике» . Журнал аналитической химии Фрезениуса . 366 (6–7): 540–551. DOI : 10.1007 / s002160051549 . PMID 11225766 . S2CID 23807719 .  
  12. ^ Валенти, G .; Rampazzo, E .; Biavardi, E .; Виллани, E .; Fracasso, G .; Marcaccio, M .; Bertani, F .; Рамарли, Д .; Dalcanale, E .; Паолуччи, Ф .; Проди, Л. (2015). «Электрохемилюминесцентный супрамолекулярный подход к обнаружению саркозина для ранней диагностики рака простаты» . Фарадей Обсуди . 185 : 299–309. Bibcode : 2015FaDi..185..299V . DOI : 10.1039 / c5fd00096c . PMID 26394608 . 
  13. ^ a b Marazuela, M .; Морено-Бонди, М. (2002). «Волоконно-оптические биосенсоры - обзор». Аналитическая и биоаналитическая химия . 372 (5–6): 664–682. DOI : 10.1007 / s00216-002-1235-9 . PMID 11941437 . S2CID 36791337 .  
  14. ^ Crivianu-Gaita, V; Томпсон, М. (ноябрь 2016 г.). «Аптамеры, scFv антитела и Fab'-фрагменты антител: обзор и сравнение трех наиболее универсальных биосенсорных элементов биопознавания». Biosens Bioelectron . 85 : 32–45. DOI : 10.1016 / j.bios.2016.04.091 . PMID 27155114 . 
  15. ^ Skrlec, K; Strukelj, B; Берлек, А (июль 2015 г.). «Неиммуноглобулиновые скаффолды: фокус на их мишени». Trends Biotechnol . 33 (7): 408–418. DOI : 10.1016 / j.tibtech.2015.03.012 . PMID 25931178 . 
  16. ^ Jost, C; Plückthun, A (август 2014 г.). «Сконструированные белки с желаемой специфичностью: DARPins, другие альтернативные каркасы и биспецифические IgG». Curr Opin Struct Biol . 27 : 102–112. DOI : 10.1016 / j.sbi.2014.05.011 . PMID 25033247 . 
  17. ^ a b Brient-Litzler, E; Plückthun, A; Bedouelle, H (апрель 2010 г.). «Основанный на знаниях дизайн безреагентных флуоресцентных биосенсоров на основе разработанного белка с анкириновыми повторами» (PDF) . Protein Eng Des Sel . 23 (4): 229–241. DOI : 10,1093 / белок / gzp074 . PMID 19945965 .  
  18. ^ а б Миранда, FF; Brient-Litzler, E; Зидан, Н; Pecorari, F; Бедуель, Юг (июнь 2011 г.). «Безреагентные флуоресцентные биосенсоры из искусственных семейств антигенсвязывающих белков». Biosens Bioelectron . 26 (10): 4184–4190. DOI : 10.1016 / j.bios.2011.04.030 . PMID 21565483 . 
  19. ^ JS Schultz; С. Мансури; И. Дж. Гольдштейн (1982). «Сенсор сродства: новый метод разработки имплантируемых сенсоров для определения глюкозы и других метаболитов». Уход за диабетом . 5 (3): 245–253. DOI : 10.2337 / diacare.5.3.245 . PMID 6184210 . S2CID 20186661 .  
  20. ^ JS Schultz; Г. Симс (1979). «Аффинные сенсоры для индивидуальных метаболитов». Biotechnol. Bioeng. Symp . 9 (9): 65–71. PMID 94999 . 
  21. ^ Р. Баллерштадт; Дж. С. Шульц (2000). «Датчик сродства флуоресценции из полого волокна для непрерывного трансдермального мониторинга глюкозы». Анальный. Chem . 72 (17): 4185–4192. DOI : 10.1021 / ac000215r . PMID 10994982 . 
  22. ^ Каур, Харманджит; Шори, Муниш (29 апреля 2019 г.). «Аптасенсоры на основе наноматериалов для клинической диагностики и диагностики окружающей среды» . Наноразмерные достижения . 1 (6): 2123–2138. Bibcode : 2019NanoA ... 1.2123K . DOI : 10.1039 / C9NA00153K .
  23. ^ Sefah Кваме (2010). «Разработка ДНК-аптамеров с использованием Cell-SELEX» . Протоколы природы . 5 (6): 1169–1185. DOI : 10.1038 / nprot.2010.66 . PMID 20539292 . S2CID 4953042 .  
  24. ^ "биопротокол" . DOI : 10.21769 / BioProtoc.3051 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  25. ^ Donzella, V; Crea, F (июнь 2011 г.). «Оптические биосенсоры для анализа новых биомаркеров в онкологии». J Biophotonics . 4 (6): 442–52. DOI : 10.1002 / jbio.201000123 . PMID 21567973 . 
  26. ^ Vollmer, F; Ян, Ланг (октябрь 2012 г.). «Детектирование без этикеток с помощью высокодобротных микрополостей: обзор механизмов биочувствительности для интегрированных устройств» . Нанофотоника . 1 (3–4): 267–291. Bibcode : 2012Nanop ... 1..267V . DOI : 10,1515 / nanoph-2012-0021 . PMC 4764104 . PMID 26918228 .  
  27. ^ "Главная - GLAM Project - Стекло-лазерный мультиплексный биосенсор" . GLAM Project - Стекло-лазерный мультиплексный биосенсор .
  28. ^ Rizzuto, R .; Pinton, P .; Brini, M .; Chiesa, A .; Филиппин, Л .; Поццан, Т. (1999). «Митохондрии как биосенсоры микродоменов кальция». Клеточный кальций . 26 (5): 193–199. DOI : 10.1054 / ceca.1999.0076 . PMID 10643557 . 
  29. ^ Брагадин, М .; Manente, S .; Piazza, R .; Скутари, Г. (2001). «Митохондрии как биосенсоры для мониторинга детергентных соединений в растворе». Аналитическая биохимия . 292 (2): 305–307. DOI : 10,1006 / abio.2001.5097 . hdl : 10278/16452 . PMID 11355867 . 
  30. ^ Védrine, C .; Leclerc, J.-C .; Durrieu, C .; Тран-Минь, К. (2003). «Оптический цельноклеточный биосенсор с использованием Chlorella vulgaris, предназначенный для мониторинга гербицидов». Биосенсоры и биоэлектроника . 18 (4): 457–63. CiteSeerX 10.1.1.1031.5904 . DOI : 10.1016 / s0956-5663 (02) 00157-4 . PMID 12604263 .  
  31. ^ Дубей, RS; Упадхьяй, С. Н. (2001). «Мониторинг микробной коррозии с помощью амперометрического микробного биосенсора, разработанного с использованием цельной клетки Pseudomonas sp.». Биосенсоры и биоэлектроника . 16 (9–12): 995–1000. DOI : 10.1016 / s0956-5663 (01) 00203-2 . PMID 11679280 . 
  32. ^ Campàs, M .; Carpentier, R .; Руийон, Р. (2008). «Биосенсоры на основе тканей растений и фотосинтеза» . Достижения биотехнологии . 26 (4): 370–378. DOI : 10.1016 / j.biotechadv.2008.04.001 . PMID 18495408 . 
  33. ^ Пикап, JC; Zhi, ZL; Хан, Ф; Saxl, T; Берч, диджей (2008). «Наномедицина и ее потенциал в исследованиях и практике диабета». Диабет Metab Res Rev . 24 (8): 604–10. DOI : 10.1002 / dmrr.893 . PMID 18802934 . S2CID 39552342 .  
  34. ^ Гупта, R; Чаудхури, Северная Каролина (май 2007 г.). «Захват биомолекул в золь-гель матрице для применения в биосенсорах: проблемы и перспективы на будущее». Biosens Bioelectron . 22 (11): 2387–99. DOI : 10.1016 / j.bios.2006.12.025 . PMID 17291744 . 
  35. ^ Кларк, штат Джорджия; Копельман, Р; Tjalkens, R; Филберт, Массачусетс (ноябрь 1999 г.). «Оптические наносенсоры для химического анализа внутри отдельных живых клеток. 2. Датчики pH и кальция и внутриклеточное применение датчиков PEBBLE». Анальный. Chem . 71 (21): 4837–43. DOI : 10.1021 / ac990630n . PMID 10565275 . 
  36. ^ Ляо, KC; Хоген-Эш, Т; Ричмонд, Ф.Дж.; Марку, L; Клифтон, Вт; Лоеб, GE (май 2008 г.). «Чрескожный волоконно-оптический сенсор для хронического мониторинга глюкозы in vivo». Biosens Bioelectron . 23 (10): 1458–65. DOI : 10.1016 / j.bios.2008.01.012 . PMID 18304798 . 
  37. ^ Bourzac, Кэтрин. «Биосенсоры, имитирующие тело» . technologyreview.com .
  38. ^ Lud, SQ; Николаидес, MG; Haase, I .; Фишер, М .; Бауш, АР (2006). «Полевой эффект экранированных зарядов: электрическое обнаружение пептидов и белков с помощью тонкопленочного резистора». ХимФисХим . 7 (2): 379–384. DOI : 10.1002 / cphc.200500484 . PMID 16404758 . 
  39. ^ "Multivitamine Kaufberatung: So finden Sie das beste Präparat" . Архивировано из оригинала 18 декабря 2014 года.
  40. ^ Госай, Агниво; Хау Да, Брендан Шин; Нильсен-Гамильтон, Марит; Шротрия, Пранав (2019). «Обнаружение свободного тромбина в присутствии высокой концентрации альбумина с использованием функционализированной аптамером нанопористой мембраны» . Биосенсоры и биоэлектроника . 126 : 88–95. DOI : 10.1016 / j.bios.2018.10.010 . PMC 6383723 . PMID 30396022 .  
  41. ^ Sanguino, P .; Монтейро, Т .; Бхаттачарья, SR; Диас, CJ; Igreja, R .; Франко, Р. (2014). «Наностержни ZnO в качестве иммобилизационных слоев для встречно-штыревых емкостных иммуносенсоров». Датчики и исполнительные механизмы B-Chemical . 204 : 211–217. DOI : 10.1016 / j.snb.2014.06.141 .
  42. ^ Vockenroth I, Atanasova P, Knoll W, Jenkins A, Köper I (2005). «Функциональные привязанные двухслойные мембраны как биосенсорная платформа». Датчики IEEE, 2005 . IEEE Sensors 2005 - 4-я конференция IEEE по датчикам . С. 608–610. DOI : 10.1109 / icsens.2005.1597772 . ISBN 978-0-7803-9056-0. S2CID  12490715 .
  43. ^ Корнелл BA; БраачМаксвитис РЛБ; King LG; и другие. (1997). «Биосенсор, использующий переключатели ионных каналов». Природа . 387 (6633): 580–583. Bibcode : 1997Natur.387..580C . DOI : 10,1038 / 42432 . PMID 9177344 . S2CID 4348659 .  
  44. ^ О, S; Корнелл Б; Smith D; и другие. (2008). «Быстрое обнаружение вируса гриппа А в клинических образцах с использованием биосенсора переключения ионных каналов». Биосенсоры и биоэлектроника . 23 (7): 1161–1165. DOI : 10.1016 / j.bios.2007.10.011 . PMID 18054481 . 
  45. ^ Кришнамурти V, Монфаред S, Корнелл B (2010). «Биосенсоры с ионным каналом, часть I, эксплуатация конструкции и клинические исследования». IEEE Transactions по нанотехнологиям . 9 (3): 313–322. Bibcode : 2010ITNan ... 9..313K . DOI : 10.1109 / TNANO.2010.2041466 . S2CID 4957312 . 
  46. ^ https://www.greensense-project.eu/
  47. ^ Ренар, М; Белкади, Л; Хьюго, N; Англия, P; Альтшух, Д; Bedouelle, H (апрель 2002 г.). «Основанный на знаниях дизайн безреагентных флуоресцентных биосенсоров на основе рекомбинантных антител». J Mol Biol . 318 (2): 429–442. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 00023-2 . PMID 12051849 . 
  48. ^ Ренар, М; Bedouelle, H (декабрь 2004 г.). «Повышение чувствительности и динамического диапазона безреагентных флуоресцентных иммуносенсоров с помощью дизайна, основанного на знаниях». Биохимия . 43 (49): 15453–15462. CiteSeerX 10.1.1.622.3557 . DOI : 10.1021 / bi048922s . PMID 15581357 .  
  49. ^ Ренар, М; Белкади, Л; Bedouelle, H (февраль 2003 г.). «Получение топологических ограничений из функциональных данных для проектирования безреагентных флуоресцентных иммуносенсоров». J. Mol. Биол . 326 (1): 167–175. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 01334-7 . PMID 12547199 . 
  50. ^ де Пиччиотто, S; Диксон, ПМ; Traxlmayr, MW; Marques, BS; Socher, E; Чжао, S; Cheung, S; Кифер, JD; Wand, AJ; Гриффит, LG; Imperiali, B; Виттруп, KD (июль 2016 г.). «Принципы разработки биосенсоров SuCESsFul: специфическое связывание флуорофора / аналита и минимизация взаимодействий флуорофор / скаффолд» . J Mol Biol . 428 (20): 4228–4241. DOI : 10.1016 / j.jmb.2016.07.004 . PMC 5048519 . PMID 27448945 .  
  51. ^ Куммер, L; Хсу, CW; Даглиян, О; МакНевин, К; Кауфхольц, М; Циммерманн, Б; Дохолян, Н.В.; Хан, км; Plückthun, A (июнь 2013 г.). «Основанный на знаниях дизайн биосенсора для количественной оценки локализованной активации ERK в живых клетках» . Chem Biol . 20 (6): 847–856. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2013.04.016 . PMC 4154710 . PMID 23790495 .  
  52. ^ Стрёмберг, Маттиас; Зардан Гомес де ла Торре, Тереза; Нильссон, Матс; Сведлинд, Питер; Стрёмме, Мария (январь 2014 г.). «Биологический анализ на основе магнитных наночастиц обеспечивает чувствительное обнаружение одно- и двуплексной бактериальной ДНК с помощью портативного сенсептометра переменного тока» . Биотехнологический журнал . 9 (1): 137–145. DOI : 10.1002 / biot.201300348 . ISSN 1860-6768 . PMC 3910167 . PMID 24174315 .   
  53. ^ Лю, Пол; Скуча, Карл; Мегенс, Миша; Бозер, Бернхард (октябрь 2011 г.). «Датчик Холла CMOS для характеристики и обнаружения магнитных наночастиц для биомедицинских приложений» . IEEE Transactions on Magnetics . 47 (10): 3449–3451. Bibcode : 2011ITM .... 47.3449L . DOI : 10,1109 / TMAG.2011.2158600 . ISSN 0018-9464 . PMC 4190849 . PMID 25308989 .   
  54. ^ Хуанг, Чжи-Ченг; Чжоу, Сяхань; Холл, Дрю А. (4 апреля 2017 г.). «Гигантские магниторезистивные биосенсоры для магниторелаксометрии во временной области: теоретическое исследование и прогресс в области иммуноанализа» . Научные отчеты . 7 (1): 45493. Bibcode : 2017NatSR ... 745493H . DOI : 10.1038 / srep45493 . ISSN 2045-2322 . PMC 5379630 . PMID 28374833 .   
  55. ^ Занут, А .; Fiorani, A .; Canola, S .; Сайто, Т .; Ziebart, N .; Рапино, С .; Rebeccani, S .; Barbon, A .; Irie, T .; Josel, H .; Negri, F .; Marcaccio, M .; Windfuhr, M .; Имаи, К .; Валенти, G .; Паолуччи, Ф. (2020). «Понимание механизма электрохемилюминесценции сореагента, способствующего повышению биоаналитических характеристик» . Nat. Commun . 11 (1): 2668. Bibcode : 2020NatCo..11.2668Z . DOI : 10.1038 / s41467-020-16476-2 . PMC 7260178 . PMID 32472057 . S2CID 218977697 .   
  56. ^ Forster RJ, Bertoncello P, Киз TE (2009). «Электрогенерированная хемилюминесценция». Ежегодный обзор аналитической химии . 2 : 359–85. Bibcode : 2009ARAC .... 2..359F . DOI : 10,1146 / annurev-anchem-060908-155305 . PMID 20636067 . 
  57. ^ Валенти G, Фиорани А, Ли Н, Н Sojic, Paolucci F (2016). «Существенная роль электродных материалов в применении электрохемилюминесценции». ХимЭлектроХим . 3 (12): 1990–1997. DOI : 10.1002 / celc.201600602 .
  58. ^ "1960: Металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор продемонстрирован" . Кремниевый двигатель: хронология полупроводников в компьютерах . Музей истории компьютеров . Дата обращения 31 августа 2019 .
  59. ^ Парк, Иео; Нгуен, Хоанг Хип; Вубит, Абдела; Ким, Мунил (2014). "Применение полевых транзисторов (FET) - тип биосенсоров" . Прикладная наука и технология конвергенции . 23 (2): 61–71. DOI : 10.5757 / ASCT.2014.23.2.61 . ISSN 2288-6559 . S2CID 55557610 .  
  60. ^ Кларк, Лиланд С .; Лион, Чемпион (1962). «Электродные системы для непрерывного мониторинга в сердечно-сосудистой хирургии». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 102 (1): 29–45. Bibcode : 1962NYASA.102 ... 29С . DOI : 10.1111 / j.1749-6632.1962.tb13623.x . ISSN 1749-6632 . PMID 14021529 . S2CID 33342483 .   
  61. ^ a b c d Бергвельд, Пит (октябрь 1985 г.). «Влияние датчиков на основе MOSFET» (PDF) . Датчики и исполнительные механизмы . 8 (2): 109–127. Bibcode : 1985SeAc .... 8..109B . DOI : 10.1016 / 0250-6874 (85) 87009-8 . ISSN 0250-6874 .  
  62. ^ Крис Тумазу; Пантелис Георгиу (декабрь 2011 г.). «40 лет технологии ISFET: от нейронального зондирования до секвенирования ДНК» . Письма об электронике . Дата обращения 13 мая 2016 .
  63. ^ Bergveld, P. (январь 1970). «Разработка ионно-чувствительного твердотельного устройства для нейрофизиологических измерений». IEEE Transactions по биомедицинской инженерии . БМЕ-17 (1): 70–71. DOI : 10.1109 / TBME.1970.4502688 . PMID 5441220 . 
  64. ^ a b c Шёнинг, Майкл Дж .; Погосян, Аршак (10 сентября 2002 г.). «Последние достижения в области биологически чувствительных полевых транзисторов (BioFET)» (PDF) . Аналитик . 127 (9): 1137–1151. Bibcode : 2002Ana ... 127.1137S . DOI : 10.1039 / B204444G . ISSN 1364-5528 . PMID 12375833 .   
  65. ^ Министерство здравоохранения и социальных служб США; Управление по контролю за продуктами и лекарствами; Центр оценки лекарственных средств и исследований; Центр ветеринарной медицины; Управление по нормативным вопросам, ред. (Сентябрь 2004 г.), Руководство для промышленности: PAT - Основа инновационной фармацевтической разработки, производства и обеспечения качества (PDF)
  66. ^ Паско, Нил; Глитеро, Ник. Поточный биосенсор лактозы Первый жизнеспособный промышленный биосенсор? «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 8 февраля 2013 года . Проверено 9 февраля +2016 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ) (по состоянию на 30 января 2013 г.).
  67. ^ Клинг, Джим (2006). «Перенос диагностики со скамьи на ночлег». Nat. Biotechnol . 24 (8): 891–893. DOI : 10.1038 / nbt0806-891 . PMID 16900120 . S2CID 32776079 .  
  68. ^ Кесада-Гонсалес, Даниэль; Меркочи, Арбен (2018). «Устройства на основе наноматериалов для диагностики в местах оказания медицинской помощи» . Обзоры химического общества . 47 (13): 4697–4709. DOI : 10.1039 / C7CS00837F . ISSN 0306-0012 . PMID 29770813 .  
  69. ↑ Windmiller, Джошуа Рэй; Ван, Джозеф (2013). «Носимые электрохимические датчики и биосенсоры: обзор». Электроанализ . 25 : 29–46. DOI : 10.1002 / elan.201200349 .
  70. ^ a b Биркхольц, Марио; Глогенер, Пол; Глёш, Франциска; Басмер, Томас; Тойер, Лоренц (2016). «Постоянно работающий биосенсор и его интеграция в герметичный медицинский имплант» . Микромашины . 7 (10): 183. DOI : 10,3390 / mi7100183 . PMC 6190112 . PMID 30404356 .  
  71. ^ Котанен, Кристиан Н .; Габриэль Мусси, Фрэнсис; Каррара, Сандро; Джузеппи-Эли, Энтони (2012). «Имплантируемые ферментные амперометрические биосенсоры». Биосенсоры и биоэлектроника . 35 (1): 14–26. DOI : 10.1016 / j.bios.2012.03.016 . PMID 22516142 . 
  72. ^ Гоф, Дэвид A .; Kumosa, Lucas S .; Routh, Timothy L .; Лин, Джо Т .; Лучизано, Джозеф Ю. (2010). «Функция имплантированного тканевого сенсора глюкозы более 1 года у животных» . Sci. Пер. Med . 2 (42): 42ra53. DOI : 10.1126 / scitranslmed.3001148 . PMC 4528300 . PMID 20668297 .  
  73. ^ Мортелларо, Марк; ДеХеннис, Эндрю (2014). «Характеристика характеристик абиотической и флуоресцентной системы непрерывного мониторинга глюкозы у пациентов с диабетом 1 типа» . Биосенс. Биоэлектрон . 61 : 227–231. DOI : 10.1016 / j.bios.2014.05.022 . PMID 24906080 . 
  74. ^ Кесада-Гонсалес, Даниэль; Меркочи, Арбен (2016). «Биосенсинг на основе мобильного телефона: новая технология диагностики и связи» . Биосенсоры и биоэлектроника . 92 : 549–562. DOI : 10.1016 / j.bios.2016.10.062 . PMID 27836593 . 
  75. ^ Saharudin Харону архивации 5 марта 2016 в Wayback Machine и Асим К. Ray (2006) Оптический biodetection кадмия и ионов свинца в воде. Медицинская инженерия и физика , 28 (10). С. 978–981.
  76. ^ a b "Глаз MolluSCAN" . Моллюскан глаз . CNRS и Университет Бордо . Проверено 24 июня 2015 года .
  77. ^ Ламбриану, Андреас; Демин, Сорен; Холл, Элизабет А. Х (2008). Белковая инженерия и электрохимические биосенсоры . Достижения в области биохимической инженерии / биотехнологии. 109 . С. 65–96. DOI : 10.1007 / 10_2007_080 . ISBN 978-3-540-75200-4. PMID  17960341 .
  78. ^ S.Zeng; Байарже, Доминик; Хо, Хо-Пуи; Йонг, Кен-Тай; и другие. (2014). «Наноматериалы улучшили поверхностный плазмонный резонанс для приложений биологических и химических зондирований» (PDF) . Обзоры химического общества . 43 (10): 3426–3452. DOI : 10.1039 / C3CS60479A . PMID 24549396 . Архивировано из оригинального (PDF) 6 января 2016 года . Проверено 14 сентября 2015 года .  
  79. ^ Крупин, O .; Wang, C .; Берини, П. (2016). «Оптический плазмонный биосенсор для обнаружения лейкозов». Отдел новостей SPIE (22 января 2016 г.). DOI : 10.1117 / 2.1201512.006268 .
  80. ^ Homola J (2003). «Настоящее и будущее биосенсоров поверхностного плазмонного резонанса». Анальный. Биоанал. Chem . 377 (3): 528–539. DOI : 10.1007 / s00216-003-2101-0 . PMID 12879189 . S2CID 14370505 .  
  81. ^ Hiep, HM; и другие. (2007). «Иммуносенсор на основе локального поверхностного плазмонного резонанса для обнаружения казеина в молоке» . Sci. Technol. Adv. Mater . 8 (4): 331–338. Bibcode : 2007STAdM ... 8..331M . DOI : 10.1016 / j.stam.2006.12.010 .
  82. ^ Fan, F .; и другие. (2008). «Новые генетически закодированные биосенсоры с использованием люциферазы светлячков». ACS Chem. Биол . 3 (6): 346–51. DOI : 10.1021 / cb8000414 . PMID 18570354 . 
  83. ^ Урбан, Джеральд A (2009). «Микро- и нанобиосенсоры - современное состояние и тенденции». Измер. Sci. Technol . 20 (1): 012001. Bibcode : 2009MeScT..20a2001U . DOI : 10.1088 / 0957-0233 / 20/1/012001 .
  84. ^ Iqbal, M .; Глисон, Массачусетс; Spaugh, B .; Tybor, F .; Gunn, WG; Hochberg, M .; Baehr-Jones, T .; Бейли, RC; Ганн, LC (2010). «Безметкильные биосенсорные матрицы на основе кремниевых кольцевых резонаторов и высокоскоростных оптических сканирующих приборов». IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 16 (3): 654–661. Bibcode : 2010IJSTQ..16..654I . DOI : 10,1109 / jstqe.2009.2032510 . S2CID 41944216 . 
  85. ^ J. Witzens; М. Хохберг (2011). «Оптическое обнаружение индуцированной молекулой-мишенью агрегации наночастиц с помощью высокодобротных резонаторов» . Опт. Экспресс . 19 (8): 7034–7061. Bibcode : 2011OExpr..19.7034W . DOI : 10.1364 / oe.19.007034 . PMID 21503017 . 
  86. ^ «Датчик UCSB обнаруживает взрывчатку через микрофлюид, может заменить Ровер в аэропорту (видео)» . Микрожидкостные растворы. 8 декабря 2012 года Архивировано из оригинала 4 июля 2014 года.
  87. ^ "Оса Гончая" . Научный центр. Архивировано из оригинала 16 июля 2011 года . Проверено 23 февраля 2011 года .
  88. ^ Ghoshdastider У, У Р, Trzaskowski В, Młynarczyk К, Р Miszta, Gurusaran М, Висванатан S, Renugopalakrishnan В, Filipek S (2015). «Наноинкапсуляция димера оксидазы глюкозы графеном». RSC Advances . 5 (18): 13570–78. DOI : 10.1039 / C4RA16852F .
  89. ^ Даабул, GG; и другие. (2010). «Датчик изображения интерферометрического отражения на основе светодиодов для количественного динамического мониторинга биомолекулярных взаимодействий». Биосенс. Биоэлектрон . 26 (5): 2221–2227. DOI : 10.1016 / j.bios.2010.09.038 . PMID 20980139 . 
  90. ^ Ahn, S .; Freedman, DS; Massari, P .; Cabodi, M .; Ünlü, MS (2013). «Подход масс-тегирования для повышения чувствительности обнаружения динамических цитокинов с использованием биосенсора без этикеток». Ленгмюра . 29 (17): 5369–5376. DOI : 10.1021 / la400982h . PMID 23547938 . 
  91. ^ Реддингтон, А .; Trueb, JT; Freedman, DS; Туйсузоглу, А .; Daaboul, GG; Лопес, Калифорния; Карл, WC; Коннор, JH; Fawcett, HE; Ünlü, MS (2013). "Датчик изображения интерферометрического отражения для вирусной диагностики в местах оказания медицинской помощи" . IEEE Transactions по биомедицинской инженерии . 60 (12): 3276–3283. DOI : 10.1109 / tbme.2013.2272666 . PMC 4041624 . PMID 24271115 .  
  92. ^ а б Монро, MR; Реддингтон, А .; Коллинз, AD; Laboda, CD; Cretich, M .; Chiari, M .; Литтл, FF; Ünlü, MS (2011). «Мультиплексный метод калибровки и количественного определения флуоресцентного сигнала для аллерген-специфических IgE» . Аналитическая химия . 83 (24): 9485–9491. DOI : 10.1021 / ac202212k . PMC 3395232 . PMID 22060132 .  
  93. ^ Юрта, А .; Daaboul, GG; Коннор, JH; Голдберг, BB; Ünlü, MS (2012). «Детекторы одиночных наночастиц для биологических приложений» . Наноразмер . 4 (3): 715–726. Bibcode : 2012Nanos ... 4..715Y . DOI : 10.1039 / c2nr11562j . PMC 3759154 . PMID 22214976 .  
  94. ^ CA Lopez, GG Daaboul, RS Vedula, E. Ozkumur, DA Bergstein, TW Geisbert, H. Fawcett, BB Goldberg, JH Connor и MS Ünlü, "Безмаркировочное обнаружение мультиплексных вирусов с использованием спектральной отражательной визуализации" Биосенсоры и биоэлектроника , 2011 г.
  95. ^ Монро, MR; Daaboul, GG; Туйсузоглу, А .; Лопес, Калифорния; Литтл, FF; Ünlü, MS (2013). «Обнаружение единичных наночастиц для мультиплексной диагностики белков с аттомолярной чувствительностью в сыворотке и необработанной цельной крови» . Аналитическая химия . 85 (7): 3698–3706. DOI : 10.1021 / ac4000514 . PMC 3690328 . PMID 23469929 .  
  96. ^ Даабул, GG; Юрта, А .; Чжан, X .; Хван, GM; Голдберг, BB; Юнлю, MS (2010). «Высокопроизводительное обнаружение и определение размеров индивидуальных низкоиндексных наночастиц и вирусов для идентификации патогенов». Нано-буквы . 10 (11): 4727–4731. Bibcode : 2010NanoL..10.4727D . DOI : 10.1021 / nl103210p . PMID 20964282 . 
  97. ^ Хуанг, Ишунь; Сюй, Ванлинь; Лю, Гоюань; Тиан, Лейли (2017). «Чистый ДНК Гидрогель со стабильной каталитической способностью производства одной стадией прокатки круга амплификации» . Химические коммуникации . 53 (21): 3038–3041. DOI : 10.1039 / C7CC00636E . ISSN 1359-7345 . PMID 28239729 .  
  98. ^ Тиннефельд, Филипп; Acuna, Guillermo P .; Вэй, Циншань; Озджан, Айдоган; Озджан, Айдоган; Озджан, Айдоган; Вьетц, Кэролин; Лалкенс, Бирка; Трофимчук, Екатерина; Близко, Синди М .; Инан, Хакан (15 апреля 2019 г.). "ДНК-оригами наноинструменты для биочувствительности отдельных молекул и микроскопии сверхвысокого разрешения" . Конгресс по биофотонике: Оптика в конгрессе наук о жизни 2019 (BODA, BRAIN, NTM, OMA, OMP) (2019), доклад AW5E.5 . Оптическое общество Америки: AW5E.5. DOI : 10,1364 / OMA.2019.AW5E.5 . ISBN 978-1-943580-54-5.
  99. ^ Сельнихин, Денис; Спарват, Штеффен Мёллер; Преус, Сорен; Биркедал, Виктория; Андерсен, Эббе Ленивец (26 июня 2018 г.). «Маяк оригами мультифлуорофорной ДНК как платформа биочувствительности» . ACS Nano . 12 (6): 5699–5708. DOI : 10.1021 / acsnano.8b01510 . ISSN 1936-086X . PMID 29763544 .  
  100. ^ Petänen, T .; Вирта, М .; Карп, М .; Романчук, М. (2001). «Создание и использование сенсорных плазмид ртути и арсенита широкого диапазона хозяев в почвенной бактерии Pseudomonas fluorescens OS8». Микробная экология . 41 (4): 360–368. DOI : 10.1007 / s002480000095 . PMID 12032610 . S2CID 21147572 .  
  101. ^ JG Black, "Принципы и исследования", издание 5-е.
  102. ^ Hanahan, Дуглас; Вайнберг, Роберт А. (2011). «Признаки рака: следующее поколение» . Cell . 144 (5): 646–74. DOI : 10.1016 / j.cell.2011.02.013 . PMID 21376230 . 
  103. ^ a b Атай, Седа; Пышкин, Кевсер; Йылмаз, Фатьма; Чакир, Канан; Явуз, Хандан; Денизли, Адиль (2016). «Биосенсоры на основе микробаланса кварцевых кристаллов для обнаружения высокометастатических раковых клеток молочной железы через их рецепторы трансферрина». Анальный. Методы . 8 (1): 153–61. DOI : 10.1039 / c5ay02898a .
  104. ^ Нордквист, Кристиан. «Рак молочной железы / Онкология женского здоровья / Гинекология Рак молочной железы: причины, симптомы и методы лечения». Медицинские новости сегодня. Np, 5 мая 2016 г. Web.
  105. ^ Khanmohammadi, Акбар; Агаи, Али; Вахеди, Энсие; Казвини, Али; Ганей, Мостафа; Афхами, Аббас; Гаджян, Али; Багери, Хасан (2020). «Электрохимические биосенсоры для обнаружения биомаркеров рака легких: обзор» . Таланта . 206 : 120251. дои : 10.1016 / j.talanta.2019.120251 . PMID 31514848 . 

Библиография [ править ]

  • Фридер Шеллер и Флориан Шуберт (1989). Биосенсорен . Akademie-Verlag, Берлин. ISBN 978-3-05-500659-3.
  • Массимо Граттарола и Джузеппе Массобрио (1998). Справочник по биоэлектронике - МОП-транзисторы, биосенсоры и нейроны . Макгроу-Хилл, Нью-Йорк. ISBN 978-0070031746.

Внешние ссылки [ править ]

  • Что такое биосенсоры
  • Царапины на поверхности биосенсоров - мгновенное понимание, в котором обсуждается, как химия поверхности позволяет биосенсорам из пористого кремния выполнять свои обещания, данные Королевским химическим обществом