عنوان :

مقاله بیوسنسورها

تعداد صفحات : ۳۱

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در صنایع کشاورزی و غذایی کیفیت محصول در حال حاضر توسط تجزیه های شیمیایی و آزمون های میکروبی بصورت دوره ای و مستقیم سنجیده شده لذا یافتن روشی مناسب ، سریع و مؤثر که توسط آن بتوان تجزیه های شیمیایی مواد غذایی را انجام داده و حضور ترکیبات آلرژیک و پاتوژن را آشکار ساخت یکی از بزرگترین چالشهایی است که در صنایع فرآوری مواد غذایی با آن روبرو هستیم .

اختراعات اخیر در زمینه الکترونیک و تکنولوژی کامپیوتر افقهای جدیدی را برای رسیدن به بالاترین حدّ دقت در کنترل مواد اولیه ، محصولات ، فرآیندها ، عملکرد ماشینها در صنایع غذایی و برطرف کردن چالش فوق باز کرده است .

از جمله این اختراعات بیوسنسورها هستند ، که حاصل تحقیقات پیشرفته بین چند رشته مختلف همچون شیمی تجزیه ، بیولوژی و میکروالکترونیک می باشد .

با توجه به خصوصیات و انعطاف پذیری بی نظیری که از بیوسنسورها مشاهده می شود ، می توان پی به قابلیت های بی نظیر این وسیله برای استفاده در کنترل های محیطی و سلامت مواد غذایی برد . پیشرفت در حوزه هایی مثل سم شناسی ، شناسایی مواد بیولوژیکی و آلوده کننده ها با پذیرش این تکنیکهای رقابتی پتانسیل بالایی خواهد یافت . بیوسنسورها پتانسیل استفاده در صنایع غذایی به لحاظ سرعت ، سادگی و قابلیت اطمینانشان را دارند و با توجه به اینکه در دنیا اهمیت سلامت غذا و آبهای نوشیدنی افزایش یافته ، تقاضا برای بیوسنسورهای شناساگر سریع نیز افزایش خواهد یافت .

واژه های کلیدی: بیوسنسورها، بیوسنسورهای الکترو شیمیایی، بیوسنسورهای حرارتی، بیوسنسورهای نوری، بیوسنسورهای فشار الکتریکی

فهرست مطالب

مقدمه :    ۱
a : بیوسنسور چیست ؟    ۳
۱٫a ) بیوکاتالیست :    ۴
۲٫a ) مبدل (Transducer )    ۴
b ) بیوسنسورهای الکترو شیمیایی :    ۷
۱٫b ) بیوسنسورهای توان سنجی (Potentiometric biosensors )    ۷
۲٫b ) بیوسنسورهای آمپرسنجی (Amperometric BiosenSors )    ۱۲
C : بیوسنسورهای حرارتی Calorimetric biosensors    ۲۱
d . بیوسنسورهای نوری (Optical biosensors )    ۲۴
E . بیوسنسورهای فشار الکتریکی  (Piezo – electric biosensors )    ۲۶
نتیجه گیری :    ۲۸
منابع    ۲۹
بیوسنسورها    ۳۰

منابع

۱) وطن خواه دولت سرا ، جعفر . ۱۳۸۳ . نانوتکنولوژی علم پایه و تکنولوژی نوظهور (تألیف ویلسون و همکاران ) . انتشارات طراح . تهران . مقدمه کتاب

۲) مرتضوی ، علی .، ضیاءالحق ، حمید رضا . وکاشانی نژاد ، مهدی . ۱۳۷۷ . بهینه سازی فرآیندهای صنایع غذایی به کمک بیوسنسورها . مجموعه مقالات ارائه شده در همایش بزرگ صنایع غذایی کشور « نقش و اهمیت طراحی مهندسی در صنایع غذایی » . صفحه : ۳۳۰ – ۲۹۱

۳) jlanrong,c.et.al.2004. Nanotechnology and biosensors . Nanotechnology Advances . 22:505-518

۴) Malhotra,B.D.et.al.2005.Recent Trends in biosensors . Current Applied physics . 5:92-97

۵) Neethirajan,S.,Karunakaran , c.and javas,D.S.2005.Biosensors-An Emerging Technology for the Agriculture and Food Industry

۶) Scott,A.O.1988.Biosensors for food Analysis:Prespectives Inً Biosensors for food analysisً ed : Scott , A.o.Royal Socity chemistry . Cambridge . u.k.pp:181-187

مقدمه :

توسعه تجارت جهانی مواد غذایی به چندین بیلیون دلار از نتایج صنعتی شدن می باشد . صنایع غذایی مواد غذایی سالم و بی خطر را برای مصرف کنندگان فراهم نموده است . صنایع غذایی در حال حاضر شامل فرآیندهایی همچون فرآوری ،حمل و نقل و نگهداری شده که اغلب این فرآیندها قبل از رسیدن ماده غذایی به دست مصرف کننده بر روی مواد غذایی که فساد پذیری بالایی دارند صورت گرفته است . (۱۲)

از آنجا که مصرف کنندگان نیز اهمیت قابل توجهی برای کیفیت محصولات غذایی که می خرند ، قائل هستند لذا این مسئله دست اندرکاران صنایع غذایی را وادار کرده تا بر کنترل محصولات غذایی تأکید بیشتری داشته باشند . (۱۱ )

بنابراین تجزیه مواد غذایی برای اطمینان یافتن از سلامت و بی خطر ماندن مواد غذایی تا زمان رسیدن به دست مصرف کننده و همچنین افزایش زمان نگهداری مواد فساد پذیر و بهبود کیفیت آنها ضروری است . (۱۲ )

در صنایع کشاورزی و غذایی کیفیت محصول در حال حاضر توسط تجزیه های شیمیایی و آزمون های میکروبی بصورت دوره ای و مستقیم سنجیده شده که این روش ها غالباً هزینه بر بوده ، با توجه به اینکه در اکثر موارد نیاز به مرحله آماده سازی یا استخراج نمونه داریم ، آزمون زمان بر بوده و از طرفی نیز برای انجام این آزمونها به تکنیسینهای ماهر نیاز داریم . (۱۱)

لذا یافتن روشی مناسب ، سریع و مؤثر که توسط آن بتوان تجزیه های شیمیایی مواد غذایی را انجام داده و حضور ترکیبات آلرژیک و پاتوژن را آشکار ساخت یکی از بزرگترین چالشهایی است که در صنایع فرآوری مواد غذایی با آن روبرو هستیم . (۱۱)

اختراعات اخیر در زمینه الکترونیک و تکنولوژی کامپیوتر افقهای جدیدی را برای رسیدن به بالاترین حدّ دقت در کنترل مواد اولیه ، محصولات ، فرآیندها ، عملکرد ماشینها در صنایع غذایی و برطرف کردن چالش فوق باز کرده است . (۱۱)

از جمله این اختراعات بیوسنسورها هستند ، که حاصل تحقیقات پیشرفته بین چند رشته مختلف همچون شیمی تجزیه ، بیولوژی و میکروالکترونیک می باشد .

بیوسنسورها زمان و هزینه آزمایشات را کاهش داده و از طرفی اطمینان از سلامت محصول را افزایش داده اند . بیوسنسورها همچنین برای شناسایی یا اندازه گیری آنالیت ها در سیستمهای مداوم نیز کارایی یافته اند . اینها در واقع ایجاد کننده روشی سریع ، غیر مخرب و داده دهنده برای کنترل کیفی یک محصول می باشند . با توجه به این مسائل بیوسنسورها قابلیت خلق یک انقلاب تجزیه ای را برای حل مشکلات تجزیه ای موجود در صنایع غذایی دارند . (۱۱)

و به همین جهت است که در حال حاضر تخمین زده می شود ، بیوسنسورها رشد و توسعه سالانه ای حدود ۶۰% داشته باشند . (۳)

در هر حال امروزه بیوسنسورها کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند ، که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

اندازه گیری و تشخیص ویتامین B₁  ، اکسیدهای نیتروژن ، متان ، دی اکسید کربن ، موتاژنها ، BOD اسیدهای آمینه ، سموم میکروبی ، تعیین اسیدهای چرب کره و … (۲)

 a : بیوسنسور چیست ؟

بیوسنسورها سیستمهای شناسایی بیولوژیکی هستند که از ترکیب عناصر حساس بیولوژیکی با ترانسدیوسرهای ( مبدلهای ) مناسب تشکیل شده اند و قادرند غلظت مواد مورد تجزیه با فعالیتهای بیولوژیکی را به سیگنالهای الکترونی و دیجیتالی تبدیل کنند . (۲) (شکل ۱ )

در واقع بیوسنسور به عنوان ابزار تجزیه گر فشرده ای تعریف می شود که در آن یک ماده بیولوژیکی حساس یا مشتق شده بصورت بیولوژیکی (Bioreceptor ) با اتصالی فیزیکی شیمیایی در تماس نزدیک با مبدل (Transducer ) قرار گرفته است . (۱۱)

اساس کار در این وسیله با ایجاد اتصالی مخصوص بین آنالیت مورد نظر با عنصر شناساگر بیولوژیکی مکمل (بیوکاتالیست ) آن که بر روی یک تکیه گاه مناسب واسطه تثبیت شده همراه می باشد . نتیجه این عمل متقابل ویژه تغییر در یک یا بیشتر از خصوصیات فیزیکی شیمیایی محیط خواهد بود . (مثل تغییر pH ، انتقال الکترون ، تغییر جرم ، انتقال حرارت ، جذب یا آزادسازی گازها یا یونهای مخصوص ) که بوسیله مبدل شناسایی شده و به سیگنالی الکتریکی تبدیل شده و در نهایت به صورت عددی کمی نشان داده می شود . (۱۱)

۱٫a ) بیوکاتالیست :

مواد بیولوژیکی مورد استفاده در تکنولوژی بیوسنسورها ، آنزیم ، آنتی بادی ها و اسیدهای نوکلئیک ، میکروارگانیسم ها ، بافت ها و سلولها می توانند باشند . (۱۱)

این مواد بیولوژیکی موجب می شوند که بیوسنسور بصورت انتخابی یا اختصاصی عمل کند . این قسمت از بیوسنسور در شناسایی و اندازه گیری سریع مولکولها یا واکنشهای شیمیایی ویژه نیز دخالت دارد . این واکنشگرهای بیولوژیکی را به روش های مختلف می توان روی یک حامل جامد تثبیت  کرد .

جذب فیزیکی جزء زیستی بر اساس نیروهای جاذب و اندر والس قدیمیترین و ساده ترین روش تثبیت است . یکی از معایب عمده این روش این است که نیروهای اتصالی جزء زیستی و حامل براحتی کنترل نمی شود . برای بهبود عملکرد بیوسنسور لازم است که واکنشگر بیولوژیکی را با اتصال کووالانسی به حامل جامد متصل کرد . (۲)

۲٫a ) مبدل (Transducer )

قسمت کلیدی یک بیوسنسور مبدل یا ترانسدیوسر آن می باشد . (۳) که تغییرات فیزیکی و شیمیایی حین واکنش را قابل استفاده و اندازه گیری می نماید . (۱۱)

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .