cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Crna topola
Zbog širokog spektra djelovanja, pupoljci se koriste za liječenje akutnih upalnih procesa respiratornog trakta i kroničnog bronhitisa. U 19. stoljeću dobivao se tekući ekstrakt iz pupova i listova crne topole, koji je korišten za prekomjerno seksualno uzbuđenje, posebno za spermatoreju. U narodnoj medicini mnogih zemalja topola se najčešće koristi u bolestima mokraćnih organa, cistitis, urinarne inkontinencije, bolno mokrenje (posebice nakon operacije), bolesti bubrega, spermatoreju, hipertrofiju i druge bolesti prostate te kao afrodizijak.
Računarsko kućište
Veličine i oblici
Kućišta dolaze u mnogo različitih veličina i formata (form factor). Danas se najviše koristi ATX format iako se sve više proizvode kućišta malenih veličina (mATX format). Kućišta se prilagođavaju formatu matične ploče, tako da postoje i matične ploče ATX, mATX, Mini-ITX i ostali formati. Također kućište ima podjelu i po veličini, pa tako imamo mini tower, mid-sized tower i full-sized tower kućišta. Isto tako kućišta dolaze u raznim oblicima tako da imamo desktop ili pizza kućišta koja su položena vodoravno, te tanka kućišta koja su namijenjena za male prostore. Danas se veličina kućišta nastoji svesti na što manje dimenzije, tako da se sve više pojavljuje Mini-ITX standard koji najmanji format od svih navedenih. Već su najavljeni Mac Mini računari koji će biti veličine običnog CD-ROM uređaja. Kompanija Intel već uveliko promovira svoju tehnologiju postavljanja matičnih ploča u BTX format, te ta tehnologija iziskuje i druge vrste kućišta.
Namjena
Obično kućište ima mjesto za naponsku jedinicu, nekoliko stalaka za hard disk, CD ili DVD uređaj i I/O, USB ili druge priključke koji moraju biti spojeni na matičnu ploču. Matična ploča se stavlja na dno kućišta gdje se pričvršćuje šarafima, dok je napojna jedinica obično na vrhu kućišta koje se, također, učvršćuje (doduše drukčijim) šarafima. Obično imamo i četiri 5,25" stalka, kao i tri 3.5" stalka za razne uređaje kao što je hard disk, flopi disk, CD ili DVD ROM/RW. Dugme za uključivanje ili resetiranje računara se žicom spaja na matičnu ploču.
Velenići
Velenići su naseljeno mjesto u općini Foča, Bosna i Hercegovina.
Empire State Building
Empire State Building je neboder u Midtown Manhattanu u New York-u izgrađena u Art Deco stilu sa 102 sprata. Dizajnirao ju je Shreve, Lamb & Harmon i izgrađena je tokom 1930. i 1931. godine. Ime je izvedeno iz nadimka savezne države New York, "Empire State". Krov zgrade se nalazi na visini od 380 m a ukupna visina sa antenom iznosi 443,2 m. Empire State Building je bila najviša zgrada na svijetu sve do izgradnje Svjetskog trgovačkog centra 1970. godine; nakon njegovog rušenja u napadima 11. septembra 2001, Empire State Building je ponovo postao najviši gradski neboder sve do 2012. godine. Zgrada je trenutno u 2020. godini sedma najviša građevina u New Yorku, deveti najviši završeni neboder u SAD-u, 48. najviši u svijetu i peta najviša samostojeća struktura u Americi.
Arhitektura zgrade u Art Deco stilu, visina i osmatračnice učinili su zgradu veoma popularnom atrakcijom. Godišnje oko 4 miliona turista iz cijelog svijeta posjeti osmatračnice na 86. i 102. spratu; dodatna unutrašnja osmatračnica na 80. spratu otvorena je 2019. godine. Empire State Building je američka kulturna ikona: prikazana je u više od 250 TV emisija i filmova od izlaska filma King Kong 1933. godine. Ovaj simbol New Yorka je Američko društvo građevinskih inženjera imenovalo kao jedan od Sedam čuda modernog svjeta. Zgrada se 2007. godine našla na prvom mjestu liste omiljene arhitekture Amerike koju vodi Američki institut arhitekata. Pored toga, Komisija za očuvanje znamenitosti New Yorka proglasila je 1980. godine Empire State Building i enterijer njenog prizemlja gradskom znamenitosti, te su 1986. godine također dodani u Nacionalni registar historijskih mjesta kao Nacionalna historijska znamenitost.
Mauricije
Mauricije (Flavije Mauricije Tiberije August; 539 – 27. novembar 602) bio je bizantijski car od 582. do 602. Kao istaknuti general u mladosti, Mauricije se uspješno borio protiv Sasanidskog carstva. Kada je postao car, sklopio je mir sa Sasanidskim carstvom nakon znatnog proširenja istočne granice na Kavkazu. Nakon toga je protjerao Avare sa Balkana preko Dunava stvorivši time dvije poluautonomne pokrajine (egzarhate) kojima su vladali egzarhi. U Italije je 584. godine osnovao egzarhat Ravenu, kako bi zaustavio napredovanje Langobarda. Stvaranjem egzarhata u Africi 590. godine, dodatno je učvrstio moć Konstantinopolja na zapadnom Mediteranu. Njegovu vladavinu su mučile brojne finansijske teškoće i gotovo konstantna ratovanja. Nezadovoljan time, general Fokas je 602. godine uzurpirao prijestolje, a Mauricije i šestorica njegovih sinova su pogubljeni. Ovaj događaj će se pokazati kataklizmatičnim za Bizantijsko carstvo, započevši dvadeset šest godina rata sa Sasanidskim carstvom.
Plejade
Plejade (starogrčki: Πλειάδες ), bile su sedam sestara-nimfi, pratilje Artemide, boginje lova. Zajedno sa svojih sedam sestara, Hijadama, zvali su ih i Atlantide, Dodonide ili Nizijade, dojilje i učiteljice malog Dionisa. Smatralo se da su Plejade prevedene na noćno nebo kao skup zvijezda i da su povezane s kišom.
Porodica
Roditelji Plejada bili su Titan Atlas i Okeanida Plejonerođeni na planini Kilini. U nekim izvještajima, njihova majka se zvala Etra, još jedna okeanida. Osim gore navedenih sestara, Hijada, braća Plejada su bili su Hijas i nimfa Kalipso koja s spominje u priči o Odiseju. Ponekad su bile u srodstvu kao polusestre Hesperidama, nimfama jutarnje zvijezde.
Imena
Nekoliko najistaknutijih muških olimpijskih bogova (uključujući Zeusa, Posejdona i Aresa) bili su u vezi sa sedam nebeskih sestara. Ove veze rezultirale su rođenjem djece.
NGC 6557
NGC 6557 (također poznat kao ESO 45-1 i PGC 61770) je spiralna galaksija koja je udaljena oko 253 miliona sg od Zemlje i nalazi se u sazviježđu Oktant. Najveći prečnik je 1,60 (118 hiljada sg) a najmanji 1,1 uglovnih minuta (81 hiljada sg). Prvo otkriće je napravio John Frederick William Herschel 30. juna 1835. godine.
Najbliži NGC/IC objekti
Sljedeći spisak sadrži deset najbližih NGC/IC objekata.
Butmir
mini|200px|Ulica u Butmiru Butmir je naselje i arheološko nalazište na desnoj obali rijeke Željeznice, općina Ilidža, Bosna i Hercegovina. Na području Butmira danas živi više od 5 hiljada stanovnika.
Arheologija
U Butmiru i na prostoru Visokog, Kaknja i doline Lašve, u neolitu je nekoliko stoljeća živjela ljudska zajednica koja je stvorila prva djela visoke umjetničke vrijednosti. Naselje je poznato kao arheološko nalazište, a zbog obilja materijala taj je period nazvan Butmirska kultura. Arheolog Borivoj Čović stanovništvo je nazvao - Butmirci. Na cjelokupnom području Butmirske kulture živjelo je oko 5 hiljada stanovnika.
U periodu 1893-1896. godine – vršena su iskopavanja pod vodstvom Vaclava Radimskog i Franje Fiale. Materijal je deponiran u Zemaljskom muzeju, a jedan manji dio u Muzeju grada Sarajeva. Prahistorijsko naselje u Butmiru je proglašeno za nacionalni spomenik Bosne i Hercegovine.
Tunel spasa
Tunel spasa je naziv za sarajevski ratni tunel koji je napravljen 1993. godine, tokom opsade Sarajeva Napravljen je ispod aerodromske piste i povezivao je dvije teritorije koje su bile pod kontrolom Armije Republike Bosne i Hercegovine (Dobrinja i Butmir), pa se tako i tunel zvao "Tunel D-B". Tunel je dužine 785,5 m, širine oko 1 m i visine oko 1,5 m, iako je na nekim dijelovima visina i do 1,8 m.
Aerodrom Sarajevo
Međunarodni aerodrom Sarajevo, nalazi se u Butmiru, i glavni je i najveći aerodrom u Bosni i Hercegovini. Godine 2019. aerodrom je prevezao oko milion putnika i oko 3 miliona kg. cargo tereta.
Galerija
Na području Butmira nalazi se hipodrom, džamija, poljoprivredno dobro, više mezarja, te baza EUFORA.
NGC 5105
NGC 5105 (također poznat kao IRAS 13191-1256, MCG -2-34-39 i PGC 46664) je prečkasta spiralna galaksija koja je udaljena oko 133 miliona sg od Zemlje i nalazi se u sazviježđu Djevica. Najveći prečnik je 2,00 (78 hiljada sg) a najmanji 1,5 uglovnih minuta (58 hiljada sg). Prvo otkriće je napravio Lewis Swift 3. juna 1886. godine.
Najbliži NGC/IC objekti
Sljedeći spisak sadrži deset najbližih NGC/IC objekata.
Maginotova linija
mini|250p|Mažino-linija Maginotova linija (Mažino-linija ili Mažinovljeva linija) predstavlja sistem utvrđenja koji je izgrađivana između Prvog i Drugog svjetskog rata duž francusko-njemačke granice. Ovaj odbrambeni sistem izgradili su Francuzi od švicarske do belgijske granice. Najutvrđeniji dio nalazio se između Rajne i belgijske granice. Mažino-linija je dobila ime po francuskom ministru rata Andre Mažinu (Andre Maginot 1877-1932), inače političaru koji je bio u tri mandata ministar rata (1922-1924; 1929-1930; 1931). Mažino-linija nije bila završena kada je počeo Drugi svjetski rat. Njemački napad juna 1940. probio je Mažino-liniju na više mjesta.
Reaktivni intermedijar
U hemiji, reaktivni intermedijar ili intermedijar je kratkotrajna, visokoenergetska, visoko reaktivna molekula. Kada se generira u hemijskoj reakciji, brzo će se pretvoriti u stabilniju molekulu. Samo u izuzetnim slučajevima ovi spojevi mogu se izolovati i uskladištiti, npr. na niskim temperaturama, izolacija matrice. Kada se ukaže na njihovo postojanje, reaktivni intermedijari mogu pomoći da se objasni kako se odvija hemijska reakcija.
Za većinu hemijskih reakcija potrebno je više od jednog elementarnog koraka da se završi, a reaktivni intermedijar je visokoenergetski, ali stabilan proizvod koji postoji samo u jednom od međukoraka. Niz koraka zajedno čini reakcioni mehanizam. Reaktivni intermedijar se razlikuje od reaktanta ili proizvoda ili jednostavnog reakcionog intermedijara samo po tome što se obično ne može izolovati, već je ponekad vidljiv samo brzim spektroskopskim metodima. Stabilan je u smislu da elementarna reakcija formira reaktivni međuprodukt i da je u sljedećem koraku potrebna elementarna reakcija da se on uništi.
Kada reaktivni intermedijar nije vidljiv, njegovo postojanje se mora zaključiti eksperimentiranjem. Ovo obično uključuje promjenu uvjeta reakcijem, kao što su temperatura ili koncentracija i primjenu tehnika hemijske kinetike, hemijske termodinamike ili spektroskopije. Reaktivni intermedijari na bazi ugljika su radikali, karbeni, karbokationi, karbanioni, arini, i karbini.
Zajedničke karakteristike
Reaktivni intermedijari imaju nekoliko zajedničkih karakteristika:
Mikroskopija atomskih sila
mini|desno|200px|Blok dijagram mikroskopa atomskih sila. Mikroskop Atomskih Sila (MAS) (engl. Atomic Force Microscope, AFM) ili skenirajući mikroskop sila (engl. Scanning Force Microscope, SFM) je uređaj koji pripada porodici mikroskopa sa skenirajućom sondom (Scanning Probe Microscope - SPM) čiji se rad zasniva na mjerenju međumolekularnih sila koje djeluju između atoma mjerne sonde i atoma ispitivanog uzorka.
Mjerenje se sprovodi od tačke do tačke, nakon čega se podaci iz svih ispitanih tačaka prikupljaju u snimak ispitivane površine.
Tehnologija koja je prethodila mikroskopiji atomskih sila je Skenirajuća tunelska mikroskopija (engl. Scanning Tunneling Microscopy, STM) čiji se rad zasniva na kvantno-mehaničkom efektu tuneliranja elektrona kroz dielektrik.
Ovom, danas izuzetno uspješnom tehnologijom vizualizacije, postignuta je rezolucija snimanja od nekoliko pikometara, čime je omogućeno snimanje uzoraka u atomskoj rezoluciji. Današnja optička i elektronska mikroskopija su na pragu dostizanja ovako visoke rezolucije. U budućnosti se očekuje dalji razvoj obija novih tehnologija, tako da će biti moguće rutinsko snimanje u atomskoj rezoluciji.
Otkriće metode
Metoda mikroskopije atomskih sila (MAS) je nastala 1986. godine kao proizvod istraživanja koja su u laboratorijama američke firme IBM u Zürichu, sproveli Gerd Binnig, Calvin Quate i Christoph Gerber. Ovom otkriću je prethodilo otkriće Skenirajuće Tunelske Mikroskopije (STM) Gerda Binniga i Heinricha Rohrera 1982. godine koji su za rad na tehnologiji STM nagrađeni Nobelovom nagradom za fiziku.
Princip rada
Mjerenja se sprovode pomoću nano-konzole koja predstavlja ključnu komponentu sistema za mjerenje sila čiji se intenzitet kreće u opsegu nekoliko nanonjutna (10–9 m).
Mogućnosti snimanja
Zbog prirode interakcije sa uzorkom, koja je mehanička i nije zasnovana na elektromagnetnom zračenju (što je slučaj kod optičke i elektronske mikroskopije) u mogućnosti smo da izvršimo mjerenja kako u uslovima standardne atmosfere (289 K, 1 atm), tako i u uslovima vakuuma, atmosfere različitih gasova i u tečnosti. Sve ove opcije omogućavaju napredno ispitivanje uzoraka koje nije moguće upotrebom optičkih i/ili elektronskih mikroskopa.
Osim toga, priprema uzorka je znatno manje zahtjevna nego što je to slučaj kod elektronske mikroskopije, tako da je jasno da mikroskopija atomskih sila ima svojih prednosti. Međutim, snimci dobijeni elektronskim mikroskopom imaju mogućnost snimanja trodimenzionalnih objekata dok je u mikroskopiji atomskih sila snimanje (zasad) ograničeno na površine.
Dalje, snimci dobijeni mikroskopijom atomskih sila omogućavaju mjerenja svih veličina, kako geometrijskih tako i fizičkih (električne, magnetne i mehaničke osobine uzorka) što predstavlja korak unaprijed u odnosu na elektronsku mikroskopiju.
Režimi rada
Razlikujemo dva osnovna režima rada ovog mikroskopa: statički i dinamički. U statičkom režimu nano-konzola prelazi preko uzorka i vrši mjerenja na način koji je prethodno opisan. U dinamičkom režimu se nano-konzoli saopćavaju prinudne harmonijske oscilacije koje je dovode u oscilatorni režim kretanja što omogućava proširenje mogućnosti mjerenja na veći broj izvedenih fizičkih veličina.
Vrijesak
Vrijesak (crnjuša, lat. Erica), veliki biljni rod iz porodice vrjesovki (Ericaceae). Pripada mu preko 800 vrsta od kojih u Bosni i Hercegovini i susjednim zemljama rastu E. arborea (velika crnjuša), E. herbacea (proljetna crnjuša), i E. multiflora (mnogocvjetna crnjuša).
Erica vulgaris L., poznatija kao obični vrijesak, jesenski vrijes, vrijes, vrijesak itd., spada u poseban rod Calluna, što je sinonim za Calluna vulgaris (L.) Hull. ,
Ljekovitost
Primorski vrijesak sadrži eterično ulje s cimenom, korvakrol, cimol, kariofilenom, fenol, smolu, sluz, mineralne soli i treslovine. Djeluje umirujuće, a u narodnoj medicini se koristi za liječenje: bolesti želuca i crijeva i to kod slabog rada želuca, prehlađenog i osjetljivog želuca, lošeg apetita, svih oblika proljeva, grčeva, nadutosti, protiv ameba i glista, menstrualnih tegoba, tj. neredovite, izostale, te preobilne menstruacije, slabog mokrenja, gripe i prehlade, za izazivanje znojenja, bolesti pluća, i to akutnog ili hroničnog bronhitis, katara bronha, infekcija, reume mišića i kostiju, za jačanje muške potencije, za masiranje vlasišta kose kod početne ćelavosti.
Od ove biljke pčele stvaraju posebnu vrstu meda. Med je tamnožut, slabog mirisa, specifičnog okusa. Kristalizacija meda od vrijeska traje 2-3 mjeseca. Najkvalitetniji med od vrijeska na prostoru bivše Jugoslavije je onaj sa područja velikih kraških polja jugozapadne Bosne (Livanjsko polje, Kruzi, Orlovača)
Primorski vrijesak nije preporučen za uzimanje trudnicama.
Velika depresija
mini|Lange: Migrantkinja Velika kriza ili, kako se još često zove Velika ekonomska kriza ili Velika depresija nazivi su teškog sloma cijelih nacionalnih ekonomija u svim važnijim industrijskim državama koja je počela 1929. a očitovala se, između ostalog, slomom cijelog niza privrednih subjekata, masivnom nezaposlenošću i deflacijom. Istovremenost pojavljivanja krize u raznim područjima nacionalne ekonomije bila je pospješena naraslom međusobnom prepletenošću pojedinih dijelova privrede kao i ekonomija raznih država te povezanošću financijskih tokova odnosno naraslom pokretljivošću kapitala ali i nepostojanjem određenih elemenata reguliranja tržišta koji se danas podrazumijevaju. Svjetska ekonomska kriza je prekinula je tzv. "zlatne dvadesete godine".
Pregled
U raznim državama se na izazove reagiralo različito: polazeći od Skandinavije, a naročito Švedske, demokratije koje su funkcionirale počele su, prelazeći u socijalne države, s intervencijama u tržišna događanja. Kolebljive pokušaje interveniranja američkog Predsjednika Hoovera je njegov nasljednik Franklin D. Roosevelt od 1933. pojačao, a skup primijenjenih mjera ostao je u ekonomskoj teoriji poznat pod imenom New Deal. Najpoznatija mjera je bilo financiranje javnih radova, kao mjere za pokretanje investicija, povećanim zaduživanjem države (kasnije poznatim pod nazivom deficitno financiranje). Mnoge države (npr. Velika Britanija) tada odustaju od povezivanja vrijednosti svojih valuta uz zlato (što je do tada bilo pravilo) kako bi barem sačuvali svoje valutne rezerve. Druge države (npr. Njemački Reich) su pokušale jačanjem vrijednosti svojih valuta dovesti pod kontrolu raspad ekonomije, što je imalo za posljedicu katastrofalni pad standarda i do ogromne socijalne krize. To je, opet, otvorilo put radikaliziranju politike i u Njemačkoj pogodovalo usponu nacionalsocijalizma.
Posljedice
U SAD-u, gdje je sve počelo, nakon sloma čitave ekonomije, svaki četvrti Amerikanac je ostao bez posla, tako da je oko 15 miliona ljudi bilo nezaposleno. Prosječne nadnice su pale za 60%, a prihod od poljoprivrede za 50%. Kako je do tada ekonomija SAD-a bila vodeća i u neku ruku pokretač razvoja svjetske privrede, tako se i kriza prelila iz Amerike u cijeli svijet. Posljedice su se osjetile u svim zemljama svijeta, a najteže je bilo industrijski razvijenijim državama.
54.
Godina 54. (LIV) bila je obična godina koja počinje u utorak po julijanskom kalendaru. U svoje vrijeme, bila je poznata kao godina konzulstva Lentulusa i Marcellusa (ili, rjeđe, godina 807. Ab Urbe condita). Oznaka 54 za ovu godinu se koristi od ranog srednjeg vijeka, kada je Anno Domini kalendarska era u Evropi postala glavna metoda za imenovanje godina.
55.
Godina 55. (LV) bila je obična godina koja počinje u srijedu u julijanskom kalendaru. U svoje vrijeme, bila je poznata kao godina konzulstva Cezara i Vetusa (ili, rjeđe, godina 808. Ab urbe condita). Oznaka 55 za ovu godinu se koristi od ranog srednjeg vijeka, kada je Anno Domini kalendarska era u Evropi postala glavna metoda za imenovanje godina.
Biosenzor
Biosenzor je analitički uređaj za detekciju hemijske supstance, koji kombinuje biološku komponentu sa fizičko-hemijskim detektorom. Osetljivi biološki element, npr. tkivo, mikroorganizmi, organele, ćelijski receptor, enzimi, antitijela, nukleinske kiseline, itd., je biološki izveden materijal ili biomimetska komponenta koja stupa u interakciju sa analitom, veže se ili prepoznaje analit koji se proučava. Biološki osjetljivi elementi također mogu biti stvoreni biološkim inženjerstvom.
Transduktor ili detektorski element, koji transformiše jedan signal u drugi, djeluje na fizičko-hemijski način: optički, pijezoelektrični, elektrohemijski, elektrohemiluminiscencijski itd., kao rezultat interakcije analita sa biološkim elementom, za lahko mjerenje i kvantificiranje. Uređaj za čitanje biosenzora povezuje se s pripadajućom elektronikom ili procesorima signala koji su prvenstveno odgovorni za prikaz rezultata na način koji je prilagođen korisniku. Ovo ponekad predstavlja najskuplji dio senzorskog uređaja, ali moguće je generirati ekran prilagođen korisniku koji uključuje pretvarač i osjetljivi element (holografski senzor). Čitači su obično posebno dizajnirani i proizvedeni tako da odgovaraju različitim principima rada biosenzora.
Biosenzorski sistem
Biosenzor se obično sastoji od bioreceptora (enzim/antitijelo/ćelija/nukleinska kiselina/aptamer), komponente pretvarača (poluprovodni materijal/nanomaterijal) i elektronski sistem koji uključuje pojačalo signala, procesor i ekran. Transduktori i elektronika mogu se kombinovati, npr. u CMOS baziranim mikrosenzorskim sistemima. Komponenta za prepoznavanje, koja se često naziva bioreceptor, koristi biomolekule iz organizama ili receptore modelirane prema biološkim sistemima za interakciju sa analitom od interesa. Ovu interakciju mjeri biotransduktor koji daje mjerljivi signal proporcionalan prisustvu ciljnog analita u uzorku. Opći cilj dizajna biosenzora je omogućiti brzo i praktično testiranje na mjestu zabrinutosti ili njege gdje je pribavljen uzorak.
Bioreceptori
U biosenzoru, bioreceptor je dizajniran da stupi u interakciju sa specifičnim analitom od interesa kako bi se proizveo efekat koji se može mjeriti pomoću sonde. Visoka selektivnost za analit među matriksom drugih hemijskih ili bioloških komponenti je ključni zahtev za bioreceptor. Dok tip korištene biomolekule može uveliko varirati, biosenzori mogu se klasificirati prema uobičajenim tipovima interakcija bioreceptora koji uključuju: antitijelo/antigen, enzime/ligande, nukleinske kiseline/DNK ćelijske strukture/ćelije ili biomimetske materijale.
Interakcije antitijela/antigeni
Imunosenzor koristi vrlo specifičan afinitet vezivanja antitijela za specifični spoj ili antigen. Specifična priroda interakcije antitijelo-antigen je analogna bravi i ključu, po tome što će se antigen vezati za antitijelo samo ako ima ispravnu konformaciju. Događaji vezivanja rezultiraju fizičkohemijskom promjenom koja u kombinaciji sa tragačem, kao što su fluorescentne molekule, enzimi ili radioizotopi, može generirati signal. Postoje ograničenja u korištenju antitijela u senzorima:
Interakcije antitijelo-antigen se također mogu koristiti za serološko testiranje, ili detekciju cirkulirajućih antitijela kao odgovora na određenu bolest. Važno je da su serološki testovi postali važan dio globalnog odgovora na pandemiju COVID-19.
Vještački vezujući proteini
Upotreba antitijela kao komponente biosenzora za biološko prepoznavanje ima nekoliko nedostataka. Imaju veliku molekulsku težinu i ograničenu stabilnost, sadrže esencijalne disulfidne veze i skupe su za proizvodnju. U jednom pristupu za prevazilaženje ovih ograničenja, konstruisana su antitijela rekombinantni vezujući fragmenti (Fab, Fv ili scFv) ili domeni (VH, VHH). U drugom pristupu, konstruisane su male proteinske skele sa povoljnim biofizičkim svojstvima da generišu veštačke porodice proteina koji vezuju antigen (AgBP), sposobne da se specifično vežu za različite ciljne proteine dok zadržavaju povoljna svojstva roditeljske molekule. Elementi porodice koji se specifično vezuju za dati ciljni antigen, često se biraju tehnikama in vitro prikaza: prikaz faga, prikaz ribosoma, prikaz kvasca ili iRNK prikaz. Vještački vezni proteini su mnogo manji od antitijela (obično manje od 100 aminokiselinskih ostataka), imaju jaku stabilnost, nemaju disulfidne veze i mogu se eksprimirati u velikom prinosu u reducirajućim ćelijskim sredinama poput bakterijske citoplazme, za razliku od antitijela i njihovih derivata. Stoga su posebno pogodni za stvaranje biosenzora.
Enzimske interakcije
Specifične sposobnosti vezivanja i katalitska aktivnost enzima čine ih popularnim bioreceptorima. Prepoznavanje analita je omogućeno putem nekoliko mogućih mehanizama:
Afinitetni vezujući receptori
Antitijela imaju visoku konstantu vezivanja veću od 10^8 L/mol, što predstavlja gotovo nepovratnu povezanost nakon formiranja para antigen-antitijelo. Za određene molekule analita kao što je glukoza afinitetno vezujući proteini postoje koji vezuju svoj ligand sa visokom specifičnosti poput antitijela, ali s mnogo manjom konstantom vezivanja reda veličine 10^2 do 10 ^4 L/mol. Veza između analita i receptora je tada reverzibilne prirode i pored para između oba se javljaju i njihove slobodne molekule u mjerljivoj koncentraciji. U slučaju glukoze, naprimjer, konkanavalin A može funkcionirati kao receptor afiniteta koji pokazuje konstantu vezivanja od 4x10^2 L/mol. Schultz i Sims, 1979. predložili su upotrebu receptora za vezivanje afiniteta u svrhu biosenzivanja. a naknadno je konfigurisan u fluorescentni test za merenje glukoze u relevantnom fiziološkom opsegu između 4,4 i 6.1 mmol/L. Princip senzora ima prednost u tome što ne troši analit u hemijskoj reakciji kao što se dešava u enzimskim testovima.
Interakcije nukleinskih kiselina
Biosenzori koji koriste receptore zasnovane na nukleinskim kiselinama mogu se zasnivati ili na komplementarnim interakcijama uparivanja baza koje se nazivaju genosenzori ili specifičnim imitatorima antitijela na bazi nukleinske kiseline (aptameri) kao aptasenzori. U prvom slučaju, proces prepoznavanja se zasniva na principu komplementarnog baznog uparivanja, adenin:timin i citozin:guanin u DNK. Ako je poznata sekvenca ciljne nukleinske kiseline, komplementarne sekvence se mogu sintetizirati, označiti i zatim imobilizirati na senzoru. Događaj hibridizacije može se optički detektovati i utvrditi prisustvo ciljne DNK/RNK. U potonjem, aptameri generirani protiv mete prepoznaju ga međudjelovanjem specifičnih nekovalentnih interakcija i induciranog uklapanja. Ovi aptameri mogu se lako označiti fluorofor/metalnim nanočesticama za optičku detekciju ili se mogu koristiti za elektrohemijske ili konzolne platforme za detekciju bez oznaka za širok spektar ciljnih molekula ili složenih ciljeva poput ćelija i virusa. Dodatno, aptameri se mogu kombinovati sa enzimima nukleinske kiseline, kao što su DNKzimi koji cepaju RNK, obezbeđujući i prepoznavanje cilja i stvaranje signala u jednoj molekuli, što pokazuje potencijalne primjene u razvoju multipleksnih biosenzora.
Epigenetika
Predloženo je da se pravilno optimizirani integrirani optički rezonatori mogu iskoristiti za otkrivanje epigenetučkih modifikacija (npr. metilacija DNK, posttranslacijske modifikacije histona) u tjelesnim tekućinama pacijenata oboljelih od raka ili drugih bolesti. Danas se razvijaju fotonski biosenzori sa ultraosjetljivošću na istraživačkom nivou, kako bi se lahko otkrile kancerogene ćelije u pacijentovom urinu. Različiti istraživački projekti imaju za cilj razvoj novih prijenosnih uređaja koji koriste jeftine, ekološki prihvatljive, jednokratne patrone sa jednostavnim rukovanjem bez potrebe za daljnjom obradom, pranjem ili manipulacijom stručnih tehničara.
Organele
Organele formiraju odvojene odjeljke unutar ćelija i obično obavljaju funkcije neovisno. Različiti tipovi organela imaju različite metaboličke puteve i sadrže enzime koji ispunjavaju svoju funkciju. Obično korištene organele uključuju lizosome, hloroplaste i mitohondrije. Prostorno-vremenski obrazac distribucije kalcija usko je povezan sa sveprisutnim signalnim putem. Mitohondrije aktivno učestvuju u metabolizmu iona kalcija kako bi kontrolisali funkciju i također modulirali signalne puteve povezane s kalcijem. Eksperimenti su dokazali da mitohondrije imaju sposobnost da reaguju na visoke koncentracije kalcija koje se stvaraju u njihovoj blizini, otvaranjem kalcijskih kanala. Na taj način, mitohondrije se mogu koristiti za detekciju koncentracije kalcija u mediju, a detekcija je vrlo osjetljiva zbog visoke prostorne rezolucije. Druga primjena mitohondrija se koristi za detekciju zagađenja vode. Toksičnost spojeva deterdženta oštetit će ćeliju i subćelijsku strukturu uključujući mitohondrije. Deterdženti će uzrokovati efekat bubrenja koji se može mjeriti promjenom apsorpcije. Eksperimentalni podaci pokazuju da je brzina promjene proporcionalna koncentraciji deterdženta, pružajući visok standard za tačnost detekcije.
Ćelije
Ćelije se često koriste u bioreceptorima jer su osjetljive na okolinu i mogu reagirati na sve tipove stimulansa. Ćelije imaju tendenciju da se pričvrste za površinu tako da se mogu lahko imobilizirati. U poređenju sa organelama, ostaju aktivne duže vrijeme, a reproduktivnost ih čini ponovni iskoristljivim. Obično se koriste za otkrivanje globalnih parametara kao što su stanje stresa, toksičnost i organski derivati. Mogu se koristiti i za praćenje efekta liječenja lijekovima. Jedna primjena je korištenje ćelija za određivanje herbicida koji su glavni zagađivač vode. Mikroalge zarobljene su na kvarcni mikrofiber i fluorescencija hlorofila modifikovana herbicidima sakuplja se na vrhu snopa optičkih vlakana i prenosi u fluorimetar. Alge se kontinuirano uzgajaju kako bi se dobilo optimizirano mjerenje. Rezultati pokazuju da granica detekcije određenog herbicida može dostići nivo koncentracije ispod ppb. Neke ćelije se također mogu koristiti za praćenje mikrobne korozije. Pseudomonas sp. izoliran je od korodiranog materijala i imobiliziran na acetilceluloznoj membrani. Aktivnost disanja određuje se mjerenjem potrošnje kisika. Postoji linearna veza između proizvedene struje i koncentracije sumporne kiseline. Vrijeme odziva je povezano sa opterećenjem ćelija i okolnog okruženja i može se kontrolisati na najviše 5 minuta.
Tkivo
Tkiva se koriste kao biosenzor za obilje postojećih enzima. Prednosti tkiva kao biosenzora uključuju sljedeće:
Mikrobni biosenzori
Mikrobni biosenzori koriste reakciju bakterija na datu supstancu. Naprimjer, arsen se može otkriti pomoću ars operona koji se nalazi u nekoliko bakterijskih taksona.
Površinsko vezivanje bioloških elemenata
Alternativno, mogu se koristiti trodimenzijske rešetke (hidrogel/kserogel) da ih hemijski ili fizički zarobe (pri čemu hemijski zarobljeni znači da se biološki element drži na mjestu snažnom vezom, dok fizički oni se drže na mjestu jer ne mogu proći kroz pore gela matriksa). Najčešće korišćeni hidrogel je sol-gel, staklasti silikat koji nastaje polimerizacijom silikatnih monomera (dodatih kao tetra alkil ortosilikata, kao što su TMOS ili TEOS) u prisustvo bioloških elemenata (zajedno sa drugim stabilizirajućim polimerima, kao što je PEG) u slučaju fizičkog zarobljavanja.
Biotransduktor
Biosenzori se mogu klasificirati prema njihovom tipu biotransduktora. Najčešći tipovi biotransduktora koji se koriste u biosenzorima su:
Elektrohemijski
Elektrohemijski biosenzori se obično zasnivaju na enzimskoj katalizi reakcije koja proizvodi ili troši elektrone (takvi enzimi se s pravom nazivaju redoks enzimi). Podloga senzora obično sadrži tri elektrode: referentna elektroda, radna elektroda i kontra elektroda. Ciljni analit je uključen u reakciju koja se odvija na površini aktivne elektrode, a reakcija može uzrokovati ili prijenos elektrona preko dvostrukog sloja (proizvodeći struju) ili može doprinijeti potencijalu dvostrukog sloja (proizvodeći napon). Možemo ili mjeriti struju (brzina protoka elektrona je sada proporcionalna koncentraciji analita) na fiksnom potencijalu ili se potencijal može mjeriti pri nultoj struji (ovo daje logaritamski odgovor). Tada je potencijal radne ili aktivne elektrode osjetljiv na naboj prostora i to se često koristi. Nadalje, direktna električna detekcija malih peptida i proteina bez oznaka je moguća pomoću njihovih unutrašnjih naboja korištenjem biofunkcionaliziranih ionski osjetljivih tranzistora s efektom polja.
Drugi primjer, potenciometrijski biosenzor, (potencijal proizveden pri nultoj struji) daje logaritamski odgovor sa visokim dinamičkim rasponom. Takvi biosenzori se često prave sitotiskom elektrodnih uzoraka na plastičnu podlogu, obloženu provodljivim polimerom, a zatim se zakači neki protein (enzim ili antitijelo). Imaju samo dvije elektrode i izuzetno su osjetljive i robusni. Omogućavaju detekciju analita na nivoima koji su se ranije mogli postići samo pomoću HPLC i LC/MS i bez rigorozne pripreme uzorka. Svi biosenzori obično uključuju minimalnu pripremu uzorka jer je biološka senzorska komponenta visoko selektivna za dotični analit. Signal se proizvodi elektrohemijskim i fizičkim promjenama u provodnom polimernom sloju zbog promjena koje se javljaju na površini senzora. Takve promjene se mogu pripisati ionskoj snazi, pH, hidrataciji i redoks reakcijama, potonje zbog enzimske oznake koja se okreće preko supstrata. Tranzistori sa efektom polja, u kojima je ulaz područje modificirano enzimom ili antitijelom, također mogu otkriti vrlo niske koncentracije različitih analita jer vezivanje analita za područje gejta FET-a uzrokuje promjenu struje odvod-izvor.
Razvoj biosenzora zasnovan na impedansnoj spektroskopiji danas je sve popularniji i mnogi takvi uređaji/razvoji se nalaze u akademskoj zajednici i industriji. Jedan takav uređaj, zasnovan na elektrohemijskoj ćeliji sa četiri elektrode, koristeći nanoporoznu aluminijsku membranu, pokazao je da detektuje niske koncentracije ljudskog alfa trombina u prisustvu visoke pozadine serumskog albumina. Also interdigitated electrodes have been used for impedance biosensors.
Prekidač ionskog kanala
right|thumb|ICS – kanal otvoren right|thumb|ICS – kanal zatvoren
Biosenzor ionskog prekidača (ICS) može se stvoriti korištenjem gramicidina, dimernog peptidnog kanala, u privezanoj dvoslojnoj membrani. Jedan peptid gramicidina, sa vezanim antitijelom, je mobilan, a jedan fiksiran. Razbijanje dimera zaustavlja ionsku struju kroz membranu. Veličina promjene električnog signala se značajno povećava odvajanjem membrane od metalne površine pomoću hidrofilnog odstojnika.
Kvantitativna detekcija opsežne klase ciljnih tipova, uključujući proteine, bakterije, lijekove i toksine, demonstrirana je korištenjem različitih konfiguracija membrane i zarobljavanja. Evropski istraživački projekt Greensense razvija biosenzor za izvođenje kvantitativnog skrininga zloupotrebe droga kao što su THC, morfij i kokain u pljuvački i mokraći.
Fluorescentni biosenzor bez reagensa
Biosenzor bez reagensa može pratiti ciljni analit u složenoj biološkoj mješavini bez dodatnog reagensa. Stoga može kontinuirano funkcionirati ako je imobiliziran na čvrstom nosaču. Fluorescentni biosenzor reagira na interakciju sa svojim ciljnim analitom, promjenom svojih fluorescentnih svojstava. Fluorescentni biosenzor bez reagensa (RF biosenzor) može se dobiti integracijom biološkog receptora, koji je usmjeren protiv ciljanog analita i solvatohromiranjem fluorofora, čija su svojstva emisije osjetljiva na prirodu njegovog lokalnog okruženja, u jednu makromolekulu. Fluorofor pretvara događaj prepoznavanja u mjerljivi optički signal. Upotreba vanjskih fluorofora, čija se emisijska svojstva uveliko razlikuju od onih unutrašnjih fluorofora proteina, triptofana i tirozina, omogućava da se odmah detektuje i kvantificira analit u složenim biološkim smjesama. Integracija fluorofora mora se obaviti na mjestu gdje je osjetljiv na vezivanje analita bez narušavanja afiniteta receptora.
Antitijela i porodice vještačkih proteina koji vezuju antigen (AgBP) su veoma pogodni za obezbeđivanje modula za prepoznavanje RF biosenzora jer mogu biti usmereni protiv bilo kog antigena (pogledajte paragraf o bioreceptorima). Opisan je opći pristup za integraciju solvatohromnog fluorofora u AgBP kada je poznata atomska struktura kompleksa sa njegovim antigenom i na taj način ga transformisati u RF biosenzor. Ostatak kompleksa AgBP se identifikuje u blizini antigena u njihovom kompleksu. Ovaj ostatak mijenja se u cistein mutagenezom usmjerenom na mjesto. Fluorofor je hemijski spojen sa mutiranim cisteinom. Kada je dizajn uspješan, spojeni fluorofor ne sprječava vezivanje antigena, ovo vezivanje štiti fluorofor od rastvarača i može se otkriti promjenom fluorescencija. Ova strategija vrijedi i za fragmente antitijela.
Međutim, u nedostatku specifičnih strukturnih podataka, moraju se primijeniti druge strategije. Antitijela i vještačke porodice AgBP-a su sastavljene od skupa hipervarijabilnih (ili randomiziranih) pozicija ostataka, lociranih u jedinstvenom podregiji proteina, i podržanih konstantnom polipeptidnom skelom. Ostaci koji formiraju mjesto vezivanja za dati antigen, biraju se među hipervarijabilnim ostacima. Moguće je transformisati bilo koji AgBP iz ovih familija u RF biosenzor, specifičan za ciljni antigen, jednostavnim spajanjem solvatohromnog fluorofora na jedan od hipervarijabilnih ostataka koji imaju mali ili nikakav značaj za interakciju sa antigenom, nakon promjene ovog ostatka, cisteinskom mutagenezom. Preciznije, strategija se sastoji u individualnoj promjeni ostataka hipervarijabilnih pozicija u cistein na genetskom nivou, u kemijskom spajanju solvatohromnog fluorofora s mutantnim cisteinom, a zatim u zadržavanju rezultirajućih konjugata koji imaju najveću osjetljivost (parametar koji uključuje i afinitet i varijacija fluorescentnog signala). Ovaj pristup vrijedi i za porodice fragmenata antitijela.
Aposteriorne studije pokazale su da se najbolji fluorescentni biosenzori bez reagensa dobijaju kada fluorofor ne ostvaruje nekovalentne interakcije sa površinom bioreceptora, što bi povećalo pozadinski signal, i kada je u interakciji sa veznim džepom na površini bioreceptora ciljni antigen. The RF biosensors that are obtained by the above methods, can function and detect target analytes inside living cells.
Ostali
Pijezoelektrični senzori koriste kristale koji prolaze kroz elastičnu deformaciju kada se na njih primijeni električni potencijal. Izmjenični potencijal (AC) proizvodi stajaći talas u kristalu na karakterističnoj frekvenciji. Ova frekvencija u velikoj mjeri ovisi o elastičnim svojstvima kristala, tako da ako je kristal obložen elementom biološkog prepoznavanja, vezivanje (velikog) ciljnog analita za receptor će proizvesti promjenu u rezonantnoj frekvenciji, što daje vezni signal. U načinu rada koji koristi površinske akustične talase (SAW), osjetljivost je znatno povećana. Ovo je specijalizirana primjena mikrovaga kvaščevog kristala kao biosenzora
Elektrohemiluminiscencija (ECL) je danas vodeća tehnika u biosenzorima. Budući da se pobuđujući tipovi proizvode elektrohemijskim stimulusom, a ne izvorom pobuđivanja svjetlosti, ECL prikazuje poboljšani omjer signala i šuma u poređenju sa fotoluminiscencijom, sa minimiziranim efektima zbog raspršivanja svjetlosti i pozadine luminiscencije. Konkretno, koeaktant ECL koji djeluje u puferiranom vodenom rastvoru u području pozitivnih potencijala (oksidativno-redukcioni mehanizam) definitivno je pojačao ECL za imunotestiranje, što potvrđuju mnoge istraživačke aplikacije i, još više, prisustvo važnih kompanija koje su razvile komercijalni hardver za visoko propusne imunoanalize na tržištu vrijednom milijarde dolara svake godine.
Termometrijski biosenzori su rijetki.
Biosenzor MOSFET (BioFET)
MOSFET (metal-oksid-semikondktorski tranzistor sa efektom polja, ili MOS tranzistor) izumili su Mohamed M. Atalla i Dawon Kahng 1959. godine, a demonstrirali ga 1960. Dvije godine kasnije, Leland C. Clark i Champ Lyons izumili su prvi biosenzor, 1962. Biosenzorski MOSFET-ovi (BioFET-ovi) razvijeni su kasnije i od tada su se široko koristili za mjerenje fizičkih, hemijskih, bioloških i okolinskih parametara.
Prvi BioFET bio je ionski osjetljivi tranzistor sa efektom polja (ISFET), koji je izumio Piet Bergveld za elektrohemijske i biološke primjene 1970. adsorpciju FET (ADFET) je patentirao P.F. Cox 1974. godine, a MOSFET osjetljiv na vodik demonstrirali su I. Lundstrom, M.S. Shivaraman, C.S. Svenson i L. Lundkvist 1975. godine. ISFET je poseban tip MOSFET-a sa kapijom na određenoj udaljenosti, i gdje je metalna kapija zamijenjena ion-osjetljivim membranama, elektrolitnim rastvorima i referentnom elektrodom. ISFET se široko koristi u biomedicinskim aplikacijama, kao što su detekcija DNK hibridizacija, detekcija biomarkera iz krvi, detekcija antitijela, mjerenje glukoze, senziranje pH i genetička tehnologija.
Do sredine 1980-ih razvijeni su i drugi BioFET-ovi, uključujući plinski senzor FET (GASFET), senzor pritiska FET (PRESSFET), hemijski tranzistor sa efektom polja (ChemFET), referentni ISFET (REFET), enzimski modifikovani FET (ENFET) i imunološki modifikovani FET (IMFET). Do ranih 2000-ih, razvijeni su iBioFET-ovi kao što je tranzistor efekta polja DNK (DNAFET), genski modificiran FET (GenFET) i ćelijski potencijal BioFET (CPFET).
Postavljanje biosenzora
Odgovarajuće postavljanje biosenzora zavisi od njihovog područja primjene, koje se grubo može podijeliti na oblasti: biotehnologija, poljoprivreda, prehrambena tehnologija i biomedicina.
U biotehnologiji, analiza hemijskog sastava kultivacije bujona može se vršiti in-line, on-line, at-line i off-line. Kao što je navela Američka uprava za hranu i lijekove (FDA), uzorak se ne uklanja iz toka procesa za in-line senzore, dok se preusmjerava iz proizvodnog procesa za on-line mjerenja. Za in line senzore uzorak se može ukloniti i analizirati u neposrednoj blizini procesnog toka. Primjer potonjeg je praćenje laktoze u pogonu za preradu mlijeka. Off-line biosenzori u poređenju sa bioanalitskim tehnikama koji ne rade na terenu, već u laboratoriji. Ove tehnike koriste se uglavnom u poljoprivredi, prehrambenoj tehnologiji i biomedicini.
U medicinskim aplikacijama, biosenzori su općenito kategorisani kao sistemi in vitro i in vivo. Biosenzorsko mjerenje in vitro odvija se u epruveti, posudi za kulturu, mikrotitarskoj ploči ili drugdje izvan živog organizma. Senzor koristi bioreceptor i sondu kao što je gore navedeno. Primjer in vitro biosenzora je enzimsko-konduktimetrijski biosenzor za praćenje glukoze u krvi. Izazov je stvoriti biosenzor koji radi po principu testiranje na licu mjesta, tj. na lokaciji gdje je test potreban. Među takvim studijama je razvoj prenosivih biosenzora. Eliminacija laboratorijskog testiranja može uštedjeti vrijeme i novac. Primena POCT biosenzora može biti za testiranje HIV u oblastima gde je pacijentima teško da se testiraju. Biosenzor se može poslati direktno na lokaciju i može se koristiti brz i jednostavan test.
Biosenzor in vivo je implantabilni uređaj koji djeluje unutar tijela. Naravno, biosenzorni implantati moraju ispunjavati stroge propise o sterilizaciji kako bi se izbjegao početni upalni odgovor nakon implantacije. Druga zabrinutost odnosi se na dugotrajnu biokompatibilnost, tj. neštetnu interakciju sa tjelesnom okolinom tokom predviđenog perioda upotrebe. Drugo pitanje koje se nameće je neuspjeh. Ako dođe do kvara, uređaj se mora ukloniti i zamijeniti, što uzrokuje dodatnu operaciju. Primjer za primjenu in vivo biosenzora bi bio praćenje insulina u tijelu, koje još nije dostupno.
Najnapredniji biosenzorni implantati razvijeni su za kontinuirano praćenje glukoze. Na slici je prikazan uređaj, za koji se koristi Ti-kućište i baterija kako je utvrđeno za kardiovaskularne implantate kao što su pejsmejkeri i defibrilatori. Njegova veličina određuje se baterijom prema potrebi za životni vijek od jedne godine. Izmjereni podaci o glukozi će se bežično prenositi izvan tijela unutar MICS opsega 402-405 MHz kako je odobreno za medicinske implantate.
Biosenzori se također mogu integrirati u sisteme mobilnih telefona, čineći ih jednostavnim za korištenje i dostupnim velikom broju korisnika.
Primjena
Postoji mnogo različitih tipova potencijalnih primjena biosenzora. Glavni zahtjevi da bi biosenzorski pristup bio vrijedan u smislu istraživanja i komercijalne primjene su identifikacija ciljnih molekula, dostupnost odgovarajućeg elementa biološkog prepoznavanja i potencijal da se prenosivi sistemi za detekciju za jednokratnu upotrebu preferiraju u odnosu na osjetljive laboratorijske tehnike u nekim situacijama. Neki primjeri su praćenje glukoze kod pacijenata sa dijabetesom, ostali zdravstveni zdravstveni ciljevi, primjene u okolišu, npr. otkrivanje pesticida i zagađivača riječne vode, kao što su ioni teških metala, daljinsko ispitivanje bakterija u zraku, npr. u borbi protiv bioterorističkih aktivnosti, daljinsko ispitivanje kvaliteta vode u priobalnim vodama opisujući online različite aspekte etologije školjki (biološki ritmovi, stope rasta, mrijest ili smrtnost) u grupama napuštenih školjkaša širom svijeta, otkrivanje patogena, određivanje nivoa toksičnih supstanci prije i poslije bioremedijacija, otkrivanje i određivanje organofosfata, rutinsko analitičko mjerenje folne kiseline, biotina, vitamina B12 i pantotensks kiseline kao alternativa mikrobiološkom testu, određivanje ostataka lijekova u hrani, kao što su antibiotici i promotori rasta, posebno meso i med, otkrivanje lijekova i evaluacija biološke aktivnosti novih spojeva, proteinsko inženjerstvo u biosenzorima, i otkrivanje toksičnih metabolita kao što su mikotoksini.
Uobičajeni primjer komercijalnog biosenzora je biosenzor glukoze u krvi, koji koristi enzim zvani glukoza-oksidaza da razbije glukozu u krvi. Pri tome prvo oksidira glukozu i koristi dva elektrona da reducira FAD (komponentu enzima) u FADH2. Ovo zauzvrat oksidira elektroda u nekoliko koraka. Rezultirajuća struja je mjera koncentracije glukoze. U ovom slučaju, elektroda je pretvarač, a enzim biološki aktivna komponenta. Kanarinac u kafezu, kako ga koriste rudari da upozore na plin, mogao bi se smatrati biosenzorom. Mnoge današnje primjene biosenzora su slične po tome što koriste organizme koji reagiraju na toksične supstance u mnogo nižim koncentracijama nego što ljudi mogu otkriti, kako bi upozorili na njihovu prisutnost. Takvi uređaji mogu se koristiti u monitoringu životnog okruženja, trace gas detection and in water treatment facilities.
Optički biosenzori
Mnogi optički biosenzori zasnovani su na fenomenu površinske plazmonske rezonance (SPR). Ovo koristi svojstvo i druge materijale; posebno da tanak sloj zlata na staklenoj površini s visokim indeksom prelamanja može apsorbirati lasersko svjetlo, proizvodeći elektronske talase (površinske plazmone) na površini zlata. Ovo se dešava samo pod određenim uglom i talasnom dužinom upadne svetlosti i u velikoj meri ovisi o površini zlata, tako da vezivanje mete analita za receptor na površini zlata proizvodi merljiv signal.
Indeks prelamanja na strani protoka površine čipa ima direktan uticaj na ponašanje svetlosti koja se odbija od zlatne strane. Vezivanje za protočnu stranu čipa ima uticaj na indeks refrakcije i na taj način se biološke interakcije mogu mjeriti do visokog stepena osetljivosti sa nekom vrstom energije. Indeks prelamanja medija u blizini površine mijenja se kada se biomolekule vežu za površinu, a ugao SPR varira kao funkcija ove promjene.
Svjetlost fiksne talasne dužine odbija se od zlatne strane čipa pod uglom ukupne unutrašnje refleksije i detektuje unutar instrumenta. Ugao upadne svjetlosti se mijenja kako bi se uskladila brzina širenja prolaznog talasa sa brzinom širenja površinskih plazmonskih polaritona. Ovo dovodi do toga da prolazni talas prodre kroz staklenu ploču i na određenu udaljenost u tekućinu koja teče preko površine.
Ostali optički biosenzori se uglavnom zasnivaju na promjenama u apsorpciji ili fluorescenciji odgovarajućeg indikatorskog spoja i ne trebaju potpunu unutrašnju geometriju refleksije. Naprimjer, napravljen je potpuno operativni prototip uređaja za detekciju kazeina u mlijeku. Uređaj se zasniva na otkrivanju promjena u apsorpciji zlatnog sloja. Široko korišten istraživački alat, mikročip, također se može smatrati biosenzorom.