مستشعر حيوي
انواعها > مضوائي

العديد من أجهزة الاستشعار البصري تعتمد على ظاهرة رنين البلازمون السطحي (SPR) والتي تعد تقنيات موجات سريعة التلاشي. هذا وتستخدم خاصية الذهب وغيره من المواد وعلى وجه التحديد تستخدم طبقة رقيقة من الذهب مقابل ارتفاع معامل الانكسار للسطح الزجاجي الذي يمكن له امتصاص ضوء الليزر وإنتاج موجات الالكترونات (البلازمونات السطحية) على سطح الذهب. يحدث هذا من زاوية معينة، اما طول موجة الضوء الساقط فيعتمد بشكل كبير على سطح الذهب، بحيث يكون ملزما بتحليل الهدف إلى مستقبلات على سطح الذهب تنتج إشارة قابلة للقياس.
يعمل رنين أجهزة استشعار البلازمون السطحية باستخدام رقاقة الاستشعار التي تتكون من شريط من البلاستيك مدعومة بصفيحة من الزجاج، جانب واحد منها مكسو بطبقة مجهرية من الذهب. هذا الجانب يتّصل بجهاز كشف بصري للآلة. ثم يتم الاتصال مع الجانب الآخر عن طريق نظام التدفق الميكروفلويديكي. الاتصال بنظام التدفق يخلق القنوات والتي من خلالها يمكن ان تنتقل الكواشف في المحلول. هذا الجانب من رقاقة الاستشعار الزجاجية يمكن أن تعدّل من خلال عدة طرق، لكي تمكن الجزيئات من العمل بشكل أسهل. فهذه الرقاقة عادة ما تكون مغلفة بمادة ديكستران الكاربوكسيميثلي أو بمركب مشابه لها.
ينعكس ضوء امواج الذهب الثابتة للشريحة في زاوية الانعكاس الكلي الداخلي، ليظهر بعد ذلك داخل الآلة. هذا يحث الموجة الزائلة على الاختراق من خلال رقاقة الزجاج وإلى بعض الابعاد في السائل المتدفق على السطح.
معامل الانكسار للجانب المتدفق لسطح الرقاقة له تأثير مباشر على سلوك الضوء الذي ينعكس قبالة جانب الذهب.التزامية الجاننب المتدفق للرقاقة له تأثير على معامل الانكسار وبهذه الطريقة التفاعلات البيولوجية يمكن قياسها إلى درجة عالية من الحساسية مع بعض أنواع الطاقة. ان معامل الانكسار للوسط القريب من السطح يتغير عندما تعلق الجزيئات الحيوية على السطح، وتتغير زاوية SPR بوصفها وظيفة هذا التغيير.
موجة المستشعر البيولوجي الأخرى لها مرشد الموجة التجاري، حيث يتم تغييره باستمرار عن طريق امتصاص الجزيئات إلى سطح الدليل الموجي. أحد الأمثلة على ذلك، المقياس ثنائي الأقطاب الذي يستعمل الدليل الموجي المغمور كمرجع ضد التغيير الذي قيس في الانتشار الثابت.
تكوينات أخرى مثل قياس تداخل ماخ، زيندر لها أسلحة مرجعية معدنية واضحة. ويمكن تحقيق مستويات أعلى من التكامل باستخدام كاشف الموجات الهرتزية الهندسي حيث يتم تغيير التردد الرنان لحلقة الرنين عندما يتم امتصاص الجزيئات.
وتستند أجهزة الاستشعار البصرية الأخرى بشكل رئيسي على إحداث تغييرات في الامتصاصية أو التألق لمركب المؤشر المناسب وفي نفس الوقت فهي لا تحتاج إلى مجموع هندسة الانعكاس الداخلي. فعلى سبيل المثال، جهاز الكشف لتشغيل النموذج الأولي الكامل لمادة الكازين في الحليب المركب.ويستند هذا الجهاز على اكتشاف التغيرات في امتصاص طبقة الذهب. اما اداة البحث الأوسع استعمالا هي المصفوفة المجهرية، ويمكن أيضا ان تعتبر البيوسينسر.
يستخدم النانوبيوسينسر مسبار المستقبلات البيئية المجمدة في تحليل الجزيئات المستهدفة. المواد متناهية الصغر هي مادة كيميائية حساسة بشكل متقن وهي أيضا مجسات بيولوجية. هذه المواد النانوية تظهر خصائص فريدة من نوعها. حيث يمكن لمساحات سطحها الكبيرة ان توجد معدلات وردود افعال سريعة ومنخفضة التكاليف، وذلك باستخدام مجموعة متنوعة من التصاميم.
أجهزة الاستشعار البيولوجية غالبا ما تتضمن شكلا معدلا وراثيا من البروتين الأصلي أو الانزيم. يتم تكوين البروتين للكشف عن حلائل معينة وللكشف عن منشأ الإشارات المقروءة عن طريق اداة كشف مثل مقياس التألق أو لومينوميتر. المثال على البيوسينسر المطور مؤخرا اولا كاشف التركيز العصارة الخلوية لحليلة cAMP (أُحادِيُّ فُسْفاتِ الأَدينُوزِين الحلقي)، ثانيا المرسال المشارك في الإشارة الخلوية الناجمة عن لجائن متفاعلة مع المستقبلات على غشاء الخلية. وقد أنشئت نظم مماثلة لدراسة الاستجابات الخلوية للجين الأصلي أو الاكسيوبيوتك (سموم أو مثبطات ذات جزيء صغير). هذه «الفحوصات» يشيع استخدامها في تطوير سبل الكشف عن المخدرات من قبل شركة الادوية والتكنولوجيا الحيوية.
معظم اختبارات cAMP حاليا تتطلب تحلل الخلايا قبل قياس cAMP. ويمكن استخدام خلايا البيوسينسر الحية لمقياس cAMP مع الخلايا الغير متحللة مع إضافة ميزات لقراءات متعددة لدراسة ديناميكية ردود فعل المستقبلات.
الاستشعار الحيوي للكريستال الضوئي (بالأنجليزية: مستشعر حيوي)؛ جهاز يستخدم الكريستالات الحيوية كمنطقة استشعار بيولوجية.إن هذا النوع من الاستشعار حساس لأي تغيير في معامل الانكسار الناجم عن على سبيل المثال تفاعلات البروتينات.