Реферат на тему: Функции и принцип работы биосенсоров

Введение

В сфере развития биосенсорных систем наблюдается стойкая тенденция к росту заинтересованности и спроса на них. Это связано с общим стремительным развитием технологического прогресса, с расширением области применения биосенсоров в медицине, еще один значимый фактор: постоянно увеличивается число больных сахарным диабетом, среди которых особенно высока потребность в миниатюрных диагностических устройствах. В мире насчитывается более 400 млн людей, страдающих сахарным диабетом, - это около 5 % населения Земли. Болезнь представляет наибольшую опасность из-за сопутствующих осложнений, среди которых атеросклероз, почечная недостаточность, слепота и другие. Своевременная оценка концентрации глюкозы в крови и вовремя принятые меры для поддержания ее в допустимых пределах помогают сохранять здоровье и жизнь сотням тысяч людей. Именно биосенсоры, позволяющие оценить уровень глюкозы в крови, получили самое широкое распространение, а объем продаж персональных глюкометров на их основе, которые сейчас можно купить в любой аптеке, составляет порядка $15 млрд в год. Биосенсоры также активно используются и в популярных устройствах мониторинга и диагностики - тестах на беременность и фертильность.[3,4]

Типичный биосенсор содержит две основные функциональные составляющие: "биорецептор" (например, фермент, антитело или ДНК), ответственный за избирательное распознавание целевого аналита, и физико-химический преобразователь (электрохимический, оптический или механический), который отвечает за сигнал. Подобные устройства изначально были разработаны для диагностики in vitro в медицинских учреждениях или в домашних условиях, как, например, тест-полоски для определения уровня глюкозы в крови. В дальнейшем были созданы более технологически сложные биосенсоры, используемые для неинвазивных приложений биомониторинга. В 2019 году объем мирового рынка биосенсеров увеличился на 8,3 %. Самый популярный сегмент рынка - приборы для домашней диагностики. Биосенсоры также интегрированы в диагностические устройства для скрининга рака и генетического тестирования. Например, для определения онкомаркеров рака предстательной железы достаточно наличия 0,1 нанограмма на миллилитр плазмы крови, возможности современных биосенсоров позволяют получить такие данные. Еще одна интересная тенденция - это возможность использования современных биосенсоров для диагностики непосредственно на месте оказания медицинской помощи. Традиционно в медицинской организации у пациентов собирались образцы (кровь, моча, волосы или генетический образец), которые затем отправляли в лабораторию за пределами медицинского учреждения. Далее пациенты должны были вернуться за результатами. Благодаря тестированию при помощи биосенсоров пациент получает результаты "на месте", в течение нескольких часов. Такой подход позволяет не только экономить время, но и дает возможность оперативно принимать необходимые меры.[1,3,4]

Целью данной работы является изучение биосенсоров для определения солевого состава пота на коже.

Задачами данной работы являются:

1) Рассмотреть функции в работе биосенсоров

2) Рассмотрение биосенсоров для определения солевого состава пота на коже.

3) Изучить перспективы развития биосенсоров.

Оглавление

- Введение 3

- Функции и принцип работы биосенсоров

- Биосенсоры для определения солевого состава пота на коже

- Современное состояние рынка биосенсорных систем

- Заключение 15

- Список используемой литературы 17

Заключение

Биосенсорные системы вызывают значительный интерес благодаря их способности непрерывно предоставлять информацию в режиме реального времени. Полученные данные способны не только улучшить качество жизни пациентов и качество медицинского ухода, но также способствовать своевременному оказанию медицинской помощи и сокращению издержек на здравоохранение. Биосенсоры являются уникальными устройствами, характеризующимися высокой точностью, надежностью, доступностью и простотой в использовании. Все существующие биосенсоры можно разделить на оптические, электрохимические, пьезоэлектрические и тепловые биосенсоры. Последние разработки в сфере биосенсорных технологий касаются большей частью электрохимических и оптических биосенсоров, неинвазивного мониторинга биомаркеров. Рынок биосенсорных систем постоянно растет, предполагается, что к 2025 году он достигнет $35 729,14 млн при среднегодовом темпе роста 9,7 %. В числе актуальных областей применения биосенсоров такие заболевания, как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), гепатит, лихорадки Эбола, Зика, норовирусная инфекция, грипп, лихорадка денге и рак. Тестирование на специфические биомаркеры проводится в лабораториях с использованием больших автоматических анализаторов. Для их фнкционирования, как правило, используются микрочипы ДНК или белка, включая традиционные методы иммуноанализа (радиоиммуноанализ или иммуноферментный анализ). Быстрое развитие нанотехнологий и биотехнологий позволило ускорить создание и изготовление новых устройств для анализа маркеров непосредственно на местах. Значительные успехи уже достигнуты в разработке биосенсорных систем для быстрой диагностики некоторых видов рака, диабета, ВИЧ и других заболеваний. В числе интересных изобретений - таблетки, оснащенные биосенсорами, и биосенсорные системы для обнаружения онкологической патологии без пункционной биопсии. Однако существует необходимость в разработке наносенсорных платформ для диагностики и лечения рака предстательной железы, рака пищевода, колоректального рака, рака легкого, лимфомы, рака кожи, печени и других опасных заболеваний.

Список литературы

1. Евтюгин Г.А., Стойкова Е.Е. Электрохимические биосенсоры: [Электронный ресурс] https://elibrary.ru/item.asp?id=23299734

2. Плеханова Ю.В., Решетилов А.Н. Биосенсор для определения глюкозы в поте: [Электронный ресурс] https://cyberleninka.ru/article/n/biosensor-dlya-odnovremennogo-opredeleniya-glyukozy-i-laktata-v-pote-cheloveka

3. Евтюгин, Геннадий Артурович. Основы биосенсорики : учеб. пособие / Г. А. Евтюгин, Г. К. Будников, Е. Е. Стойкова ; Казан. гос. ун-т, Хим. ин-т им. А. М. Бутлерова .- Казань : [Казан. гос. ун-т], 2017 .- 80 с.

4. Кристиан, Г. Аналитическая химия: в 2 т. / Г. Кристиан; пер. с англ. А.В. Гармаша [и др.]; вступ. ст. акад. РАН Ю.А. Золотова. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011.; 25[Т.] 1. 2015. 623 с.