BİYOSENSÖRLER

Biyosensörler; Farkında olmasak da sensörler hayatımızı çevrelemiş durumdadır. Bu duruma kendimizden başlayarak tüm canlılarda da görebiliriz. Yılan balıkları tonlarca su içerisine dökülen birkaç damla yabancı maddeyi hemen algılar.

Örneğin pirinaların metrelerce öteden bir damla kanı koklayıp avını bulması, köpeklerin koku bırakma yoluyla kendi bölgelerini belirlemesi aslında bu canlıların doğal ve mükemmel bir biyolojik sensör mekanizmasının olduğunun bir kanıtıdır.

Canlı vücudu başlı başına bir biyolojik sensördür. Çünkü canlı bünyesinde bulunan organik ve organik olmayan maddelerin dengesi bozulduğunda veya yabancı bir madde vücuda girdiğinde canlı vücudunda çeşitli hastalıklar görülmektedir.

Diğer bir ifadeyle vücutta bulunan maddelerin denge miktarından sapmalarına göre canlı vücudu bir sensör gibi tepki vermektedir. Fakat vücuttaki herhangi bir madde miktarı ile ilgili net bilginin alınabilmesi için biyolojik sinyalleri elektrik sinyallerine çeviren çok hassas biyolojik sensörlere ihtiyaç vardır.

Biyosensörler üzerine birçok çalışma yapılmakta olup önemli gelişmeler kaydedilmiştir.

Bu yazımda kısaca biyosensörleri özetle 4 madde üzerinden anlatacağım.

1. Biyosensör nedir?
2. Biyosensörlerin tarihçesi
3. Biyosensör çeşitleri nelerdir?
4. Biyosensörlerin kullanım alanları

1.Biyosensörler nedir?

Genel olarak biyosensörler; biyolojik, kimyasal veya biyokimyasal sinyali ölçülebilir ve işlenebilir elektriksel sinyale dönüştürebilen, kimyasal veya fiziksel transdüser ile birleştirilmiş biyolojik algılama materyali içeren bir cihaz veya enstrümandır.

Biyosensörler, reseptör ve transducer bir araya getirilmesi sonucu ortaya çıkarlar. Reseptörler, biyomoleküler bir yapıya sahip olduğundan biyoreseptör olarak adlandırılır.

Biyoreseptörler, analiti algılayabilen biyomoleküller bir yapıya sahiptir. Biyosensörlerin gelişiminde anahtar rolü bulunan biyoreseptörler, analiz edilecek madde ile seçici olarak etkileşim içerisine girebilen oldukça duyarlı biyolojik yapılardır. Biyoreseptör yapılarda, biyolojik moleküller (antikor, enzim, protein, nükleik asitler gibi) veya canlı biyolojik sistemler (hücre, doku ve mikroorganizmalar gibi) kullanılabilir.

2.Biyosensörlerin tarihçesi

İlk biyosensör ilk defa 1950’lilerde biyosensörün babası olarak bilinen Leland C. Clark’ın kandaki oksijen miktarını bir elektrot ile takip etmesiyle başladı.(Clark Elektrotu) 1962 yılına gelindiğinde ise Champs Lyons’la birlikte ilk defa kandaki glukoz miktarını ölçmeyi başardı.

Biyosensörlerin geliştirilmesinde bir sonraki önemli buluş, Guilbault ve Montalvo tarafından yayımlanan içinde biyolojik olarak tanımlanmış molekülün diyaliz membranın arkasındaki temel sensörün çevresinde tutulduğu potensiyometrik üre elektrotuydu. Bakıldığı zaman biyosesörler uzun zamandan beri araştırma konusu olmuş ve olmaya devam etmektedir.

3.Biyosensör çeşitleri

Biyosensörler, gerek biyoalgılama materyalleri, gerekse uygulanan dönüştürme araçları temel alınarak çeşitli şekillerde sınıflandırılabilirler.

Biyosensörlerde kullanılan biyoalgılama materyalleri mekanizmalarına göre ilk olarak üç farklı gruba ayrılabilir: biyokatalitik, biyoafinite ve mikrop esaslı .

Biyokatalitik esaslı gruba, enzimler dâhildir; biyoafinite esaslı grup, antikorlar, algılayıcılar ve nükleik asitlerden oluşmakta; ve mikrop esaslı grup, mikroorganizmalar, hücreler, organeller ve dokulardan oluşmaktadır.

4.Biyosensörlerin kullanım alanları

Biyosensörlerin birçok kullanım alanı vardır. Kısaca bahsetmek gerekirse: tıp, tarım, gıda, eczacılık, çevre kirliliği, savunma ve bir çok endüstriyel aktivitede özellikle otomasyon, kalite kontrolü ve durum tespitinde çok önemli rol oynar.

Gıda sektöründe suların ölçümü, zehir tespiti; savunma anlamında kimyasal silahların tespiti yine biyosensörler sayesinde yapılır.

Biyosensörlerin sağlık alanına kattıklarına bakacak olursak: kanser, şeker hastalığı, tüberküloz, hepatit ve bir çok hastalığın teşhisinde biyosensör teknolojisi kullanılır.

Biyosensör teknolojisinin gelişmesiyle hastalık teşhisinde yeni bir dönem başladı diyebiliriz.

Hastaya minimum tahribat vererek deri üzerinden değerleri algılayabilen biyosensör teknolojisiyle hastalık teşhisi kolaylaşıyor. Hatta hastanın vücut içine yerleştirilen biyosensörler sayesinde sürekli gözlem altında tutulabilmesi sağlanabilecek.