Biyosensör Nedir?

Bu yazımızda son zamanlarda sıkça ismini duyduğumuz ve ileri de muhtemelen çoğu yerde göreceğimiz bir kavramı; biyosensörleri yazdık. Biyolojik ve kimyasal maddelerin tarımsal üretim, gıda işleme alanında kullanılması, sağlık alanında klinik teşhisler, ilaç testleri, biyo-işleme ve biyolojik savaş alanlarının tespit edilmesi sıkça telafuz edilmektedir. Biyosensörler de bu alanlarda kullanılan önemli sensör sınıfı olarak yer almaktadır. Şimdi yazımıza kısa bir teknik ifadeyle başlayalım ve özelliklerini hep beraber öğrenelim.

Biyosensörler, analiz edilecek madde ile seçimli bir şekilde etkileşime giren biyoaktif bir bileşenin, bu madde ile etkileşimi sonucu ortaya çıkardığı sinyalin, ileten bir iletici sistemle birleştirilmesi ve bu etkileşim ürünlerinin bir ölçüm sistemi ile ölçülmesi olarak tanımlanabilir. Biyosensör terimi farklı şekillerde kullanılmaktadır. Bir başka ifade ile bir biyosensör; biyolojik bir ajanla birleştirilmiş olan fiziko-kimyasal detektördür ve bu yapı istenilen ürünün analizi amacıyla kullanılmaktadır.

Önerilen Yazı: Sensör Nedir? Trandüser Nedir? Sensör Çeşitleri Nelerdir?

Biyosensör Özellikleri

Biyosensörler, çok çeşitli olmalarına karşın, genel olarak üç ana bölümü içermelidirler. Bunlar;

• Biyoaktif veya bir biyoalgılama materyali içermelidir.
• Bu materyal ilgi duyulan türdeki maddeleri ya da bir analitik tanımalıdır.
• Biyoalgılama materyali bir transdüser adı verilen aygıtla yakın temas içindedir.

Doğada bulunan tüm canlılar, yaşamlarını devam ettirebilmek için, çevresel değişimleri hızla algılayıp, bu değişimlere adapte olmaya çalışırlar. Canlılardaki çevreyi hızla algılama ve adapte olma mekanizmaları biyosensörlerin in vitro olarak geliştirilmesi ve kullanımı için model oluşturmuştur.

Genel olarak biyosensör; biyolojik, kimyasal veya biyokimyasal sinyali ölçülebilir ve işlenebilir elektriksel sinyale dönüştürebilen, kimyasal veya fiziksel transdüser ile birleştirilmiş biyolojik algılama materyali içeren bir cihazlardır. Biyolojik algılama nedir diye düşünürseniz, biyoalgılama materyalleri enzimler, antikorlar, nükleik asitler, tam hücreler, reseptörler, dokular, organeller ve daha fazlasını sayabiliriz.

Biyosensörde kullanılan transdüser, elektrokimyasal (voltametri, amperometrik, potensiyometrik, iletken, kapasitif, impedans olanlarda dahil), optik (emilim, yüzey plazmon rezonans, kimyasal ışıldama (kemiluminesans), biyolojik ışıldama (biyoluminesans), floresans, optik fiber olanlar da dahil), piezoelektrik (kuartz kristal mikrobalans, yüzey ses (akustik) dalgası), kalorimetrik, manyetik ve diğerleri olabilir. Biyoalgılama materyali, transdüsere tespit edilebilir sinyal gönderir, label free biyosensör oluşturmak için transdüsere doğrudan bağlı olabilir.

Önerilen Yazı: LM35 Sıcaklık (Isı) Sensörü

Bazı uygulamalar için, etiketlere biyolojik sinyalleri güçlendirmek için ihtiyaç duyulabilir. Bunlar, enzimler, ışıma, kimyasal ışıma, biyolojik ışıma ve metalpartiküller, özellikle nanopartiküller olabilir. Bir işlem birimi, genellikle veri teminine ve kontrolüne, veri tabanına ve modelleme kullanımına, ağ bağlantısına ve kablosuz iletişime ihtiyaç duyar. Biyoalgılama materyalleri transdüserlere bağlamak için etkin bir sabitleme tekniği kullanmak zorunludur. Örnekleme süreci, belirli ve tespit edilebilir sinyallerin alınmasında hedef analitlerin ayrıştırılması ve konsantrasyonu için kritik öneme sahiptir. Daha küçük ve otomatik biyosensörlere doğru gidildikçe, gelişmiş mikro üretim (mikro fabrikasyon) ve yazılıma gereksinim duyulmaktadır. 

GDO’lu Soya ve Mısırı Tespit

Biyosensör uygulamalarını hayatın her alanında görebiliyoruz. Sitemizin kurucusu Doğukan Kaygusuz‘un da içinde bulunduğu bir ekip, soya ve mısırdaki genetiği değiştirilmiş organizmayı (GDO’yu) tespit eden bir biyosensör yaptılar. Haziran 2019 yılında yaptıkları çalışma uluslararası saygın bir bilimsel dergi de kabul edilerek yayınlanmıştır. Yaptıkları cihaz ile çok kısa süre içinde mısır ve soyada GDO’nun olup olmadığını bulabildiler. 

Teknoloji Projeleri Youtube Kanalımızdaki Son Videomuza Göz Atmış Mıydınız?