تحقیق در مورد بیوسنسورها 32 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل : .doc ( قابل ويرايش و آماده پرينت )

تعداد صفحه : 31 صفحه

قسمتی از متن .doc :

بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمه :

توسعه تجارت جهانی مواد غذايي به چندين بيليون دلار از نتايج صنعتی شدن می باشد . صنايع غذايي مواد غذايي سالم و بی خطر را برای مصرف کنندگان فراهم نموده است . صنايع غذايي در حال حاضر شامل فرآيندهايي همچون فرآوری ،حمل و نقل و نگهداری شده که اغلب اين فرآيندها قبل از رسيدن ماده غذايي به دست مصرف کننده بر روی مواد غذايي که فساد پذيری بالايي دارند صورت گرفته است . (12)

از آنجا که مصرف کنندگان نيز اهميت قابل توجهی برای کيفيت محصولات غذايي که می خرند ، قائل هستند لذا اين مسئله دست اندرکاران صنايع غذايي را وادار کرده تا بر کنترل محصولات غذايي تأکيد بيشتری داشته باشند . (11 )

بنابراين تجزيه مواد غذايي برای اطمينان يافتن از سلامت و بی خطر ماندن مواد غذايي تا زمان رسيدن به دست مصرف کننده و همچنين افزايش زمان نگهداری مواد فساد پذير و بهبود کيفيت آنها ضروری است . (12 )

در صنايع کشاورزی و غذايي کيفيت محصول در حال حاضر توسط تجزيه های شيميايي و آزمون های ميکروبی بصورت دوره ای و مستقيم سنجيده شده که اين روش ها غالباً هزينه بر بوده ، با توجه به اينکه در اکثر موارد نياز به مرحله آماده سازی يا استخراج نمونه داريم ، آزمون زمان بر بوده و از طرفی نيز برای انجام اين آزمونها به تکنيسينهای ماهر نياز داريم . (11)

لذا يافتن روشی مناسب ، سريع و مؤثر که توسط آن بتوان تجزيه های شيميايي مواد غذايي را انجام داده و حضور ترکيبات آلرژيک و پاتوژن را آشکار ساخت يکی از بزرگترين چالشهايي است که در صنايع فرآوری مواد غذايي با آن روبرو هستيم . (11)

اختراعات اخير در زمينه الکترونيک و تکنولوژی کامپيوتر افقهای جديدی را برای رسيدن به بالاترين حدّ دقت در کنترل مواد اوليه ، محصولات ، فرآيندها ، عملکرد ماشينها در صنايع غذايي و برطرف کردن چالش فوق باز کرده است . (11)

از جمله اين اختراعات بيوسنسورها هستند ، که حاصل تحقيقات پيشرفته بين چند رشته مختلف همچون شيمی تجزيه ، بيولوژی و ميکروالکترونيک می باشد .

بيوسنسورها زمان و هزينه آزمايشات را کاهش داده و از طرفی اطمينان از سلامت محصول را افزايش داده اند . بيوسنسورها همچنين برای شناسايي يا اندازه گيری آناليت ها در سيستمهای مداوم نيز کارايي يافته اند . اينها در واقع ايجاد کننده روشی سريع ، غير مخرب و داده دهنده برای کنترل کيفی يک محصول می باشند . با توجه به اين مسائل بيوسنسورها قابليت خلق يک انقلاب تجزيه ای را برای حل مشکلات تجزيه ای موجود در صنايع غذايي دارند . (11)

و به همين جهت است که در حال حاضر تخمين زده می شود ، بيوسنسورها رشد و توسعه سالانه ای حدود 60% داشته باشند . (3)

در هر حال امروزه بيوسنسورها کاربرد بسيار گسترده ای در صنايع مختلف پيدا کرده اند ، که از جمله آنها می توان به موارد زير اشاره کرد :

اندازه گيری و تشخيص ويتامين B1 ، اکسيدهای نيتروژن ، متان ، دی اکسيد کربن ، موتاژنها ، BOD اسيدهای آمينه ، سموم ميکروبی ، تعيين اسيدهای چرب کره و ... (2)

a : بيوسنسور چيست ؟

بيوسنسورها سيستمهای شناسايي بيولوژيکی هستند که از ترکيب عناصر حساس بيولوژيکی با ترانسديوسرهای ( مبدلهای ) مناسب تشکيل شده اند و قادرند غلظت مواد مورد تجزيه با فعاليتهای بيولوژيکی را به سيگنالهای الکترونی و ديجيتالی تبديل کنند . (2) (شکل 1 )

شکل (1) طرحی شماتيک از اجزای اصلی بيوسنسور . a . بيوکاتاليست ، که سوبسترا را به محصول تبديل می کند . b . مبدل (Transducer ) ، که عمل تبديل واکنش های شناسايي شده را به سيگنالهای الکتريکی برعهده دارد . c . تقويت کننده (amplifier ) که سيگنال خروجی از مبدل را تقويت می کند . d . فرآيند کننده سيگنال (processor ) e . نمايشگر (displayer ) .

در واقع بيوسنسور به عنوان ابزار تجزيه گر فشرده ای تعريف می شود که در آن يک ماده بيولوژيکی حساس يا مشتق شده بصورت بيولوژيکی (Bioreceptor ) با اتصالی فيزيکی شيميايي در تماس نزديک با مبدل (Transducer ) قرار گرفته است . (11)

اساس کار در اين وسيله با ايجاد اتصالی مخصوص بين آناليت مورد نظر با عنصر شناساگر بيولوژيکی مکمل (بيوکاتاليست ) آن که بر روی يک تکيه گاه مناسب واسطه تثبيت شده همراه می باشد . نتيجه اين عمل متقابل ويژه تغيير در يک يا بيشتر از خصوصيات فيزيکی شيميايي محيط خواهد بود . (مثل تغيير pH ، انتقال الکترون ، تغيير جرم ، انتقال حرارت ، جذب يا آزادسازی گازها يا يونهای مخصوص ) که بوسيله مبدل شناسايي شده و به سيگنالی الکتريکی تبديل شده و در نهايت به صورت عددی کمی نشان داده می شود . (11)

1.a ) بيوکاتاليست :

مواد بيولوژيکی مورد استفاده در تکنولوژی بيوسنسورها ، آنزيم ، آنتی بادی ها و اسيدهای نوکلئيک ، ميکروارگانيسم ها ، بافت ها و سلولها می توانند باشند . (11)

اين مواد بيولوژيکی موجب می شوند که بيوسنسور بصورت انتخابی يا اختصاصی عمل کند . اين قسمت از بيوسنسور در شناسايي و اندازه گيری سريع مولکولها يا واکنشهای شيميايي ويژه نيز دخالت دارد . اين واکنشگرهای بيولوژيکی را به روش های مختلف می توان روی يک حامل جامد تثبيت کرد .

جذب فيزيکی جزء زيستی بر اساس نيروهای جاذب و اندر والس قديميترين و ساده ترين روش تثبيت است . يکی از معايب عمده اين روش اين است که نيروهای اتصالی جزء زيستی و حامل براحتی کنترل نمی شود . برای بهبود عملکرد بيوسنسور لازم است که واکنشگر بيولوژيکی را با اتصال کووالانسی به حامل جامد متصل کرد . (2)