Elements of biosensor construction

Davis, James A.; Vaughan, D. H.; Cardosi, Marco F.

doi:10.1016/0141-0229(95)00013-5

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“…5) destes microsensores em relação aos macrosensores, devido principalmente à facilidade com que o substrato penetra na malha polimérica de baixa espessura (< 50 µm). Um importante artigo de revisão acerca de elementos para construção de biossensores 54 , ressalta o crescimento na área da polímeros condutores como sensores químicos e suportes para vários elementos bioativos incorporados à matriz polimérica. Dentre os polímeros mais empregados estão o polipirrol (25,2%), poli-o-diamino-benzeno (6,8%), nylon (4,1%), policarbonato (3,6%), poli-vinil-piridina (3,2%) e polianilina (2,7%) de levantamento de 202 artigos examinados, no período entre 1980 e 1994.…”

Section: Microsensores Baseados Em Polímeros Condutoresunclassified

Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas

Júnior¹,

Neto²,

Kubota³

1997

Quím. Nova

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Recebido em 22/11/96; aceito em 21/5/97 POTENTIOMETRIC TRANSDUCERS BASED IN CONDUCTING POLYMERS: ANALYTICAL APPLICATIONS. A review is given about the most relevant advances on the analytical applications of conducting polymers in potentiometric sensors. These organic polymers represent a new class of materials with conducting properties due to its doping by ions. Several polymers already were synthesized such as polypyrrole, polyaniline, polythiophene, among others. Particular attention is devoted to the main advantages supplied by ion selective electrodes and gas sensors using conducting polymers, as well as the incorporation of bioactive elements in these polymers for the construction of biosensors. The correlation between structure, stability and ability to ion exchange of some conducting polymers applied as potentiometric transducers, is discussed.Keywords: potentiometric sensors; conducting polymers; biosensors. REVISÃO INTRODUÇÃOUm dos aspectos mais interessantes de polímeros orgânicos condutores é que podem sofrer alterações reversíveis entre estados eletronicamente isolantes e condutores. Esta reação envolve oxidação ou redução de espécies não iônicas e isolantes para formar espécies policatiônicas com propriedades condutoras. Polímeros orgânicos são normalmente materiais isolantes; já polímeros condutores contêm seqüências de ligações duplas conjugadas na estrutura e passam de isolantes a condutores por um processo de oxidação ou redução podendo ocorrer a incorporação de íons, processo este denominado de dopagem. Devese ressaltar que em alguns processos, a dopagem é simultaneamente protônica e oxidativa, como no caso de alguns polímeros como a polianilina. Essas reações redox proporcionam aumento da mobilidade dos elétrons e também da condutividade.Por exemplo, a polimerização de acetileno, C 2 H 2 , produz filmes plásticos compostos de dois isômeros geométricos, sendo a forma trans a mais estável do ponto de vista termodinâmico. A dopagem deste polímero, (CH) x , é possível tanto por substâncias doadoras de elétrons (Br -,AsF 5 -) como por aceptoras (Na + , K + ) 1 . A reação de dopagem envolve um processo de transporte de carga no qual sítios do monômero (unidade que se repete na estrutura do polímero) no estado oxidado e contra-íons compensadores de carga se difundem através do filme polimé-rico. A reação de oxidação pode ser efetuada tanto por aplicação de potencial apropriado como também usando um agente químico oxidante, porém, neste caso é o agente oxidante que se difunde pelo polímero 2 . A condutividade elétrica destes filmes origina-se a partir da estrutura eletrônica (delocalização de elétrons π) de sua cadeia polimérica. Em geral, a razão de transporte de carga num polímero eletroativo pode depender de alguns fatores como difusão e/ou migração de contra-íons no filme para manter a eletroneutralidade, tipo de solvente, morfologia da cadeia polimérica, concentração do monômero, potencial, carga ou corrente aplicados e duração. Além disso, mudanças nas propriedades dos polímeros podem ser induz...

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Section: Microsensores Baseados Em Polímeros Condutoresunclassified

Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas

Júnior¹,

Neto²,

Kubota³

1997

Quím. Nova

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“…Biological sensors include enzymes or multi-enzymatic mediums, cellular organelles, complete cells or animal or vegetal tissue (Davis et al, 1995;Mello and Kubota, 2002;Wilson and Gifford, 2005), which are used to detect the presence of any of the substrates that participate in the reaction by detecting the disappearance of a known substrate distinct from the substrate being sought, or by the appearance of a known product; biological sensors are not consumed and can be reused (Gajovic et al, 2000;Wilson and Gifford, 2005).…”

Section: Enzymatic Biosensorsmentioning

confidence: 99%

“…Immobilized enzymes offer advantages for application in different types of industrial processes and are adaptable to new engineering designs (Krajewska, 2004), for which it is important to increase the affinity of the enzyme to the substrate, reduce inhibition, increase the optimal pH interval and reduce possible microbial contamination (Arroyo, 1998). Basically, in enzymatic biosensors the enzymes are immobilized in a potentiometric, amperometric, optometric, calorimetric or piezoelectric transductor (Davis et al, 1995).…”

Section: Enzymatic Biosensorsmentioning

confidence: 99%

Use of Enzymatic Biosensors as Quality Indices: A Synopsis of Present and Future Trends in The Food Industry

Serna-Cock

Arenas

Aponte

2009

Chilean J. Agric. Res.

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Biosensors are an important alternative in the food industry to ensure the quality and safety of products and process controls with effective, fast and economical methods. Their technology is based on a specific biological recognition element in combination with a transducer for signal processing. The use of enzymatic biosensor technology in food processing, quality control and on-line processes is promising compared to conventional analytical techniques, as it offers great advantages due to size, cost, specificity, fast response, precision and sensitivity. This article reviews the development and use of some enzyme biosensors in the food industry, describes the most important application areas and analyzes the current situation and future possibilities. In conclusion, enzymatic biosensors are a tool with broad application in the development of quality systems, risk analysis and critical control points, and the extent of their use in the food industry is still largely limited by the short lifetime of biosensors, in response to which the use of thermophilic enzymes has been proposed.

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“…Especially biosensors are extremely interesting for a sensitive and selective monitoring of single components even in complex bioprocess media. Excellent reviews are available which describe the function in general and different samples of application of these sensor classes [1,6,[11][12][13][14][15][16].…”

Section: Bioprocess Monitoringmentioning

confidence: 99%

Bioanalytics: detailed insight into bioprocesses

Scheper

Hitzmann

Stärk

et al. 1999

Analytica Chimica Acta

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The principles of bioanalytical systems for an on-line bioprocess monitoring are described within this paper. These sensor systems can be interfaced to the bioprocess in different ways according to the needs of the single bioprocess. Modular systems are necessary, which can fit exactly to the needs of the single process. Invasive as well as non-invasive bioanalytical tools are described and discussed in detail. Immunosensors give the possibility to monitor high molecular weight components within short time intervals. Non-invasive optical sensors allow the direct monitoring of various analytes such as oxygen pH for the complex fluorescence behavior of the bioprocess medium. These so-called fluorescence sensors offer the possibility to monitor intra-as well as extracellular components without interfering with the bioprocess. An industrial example for the application of bioanalytical tools for a process optimization are presented in this application. Here a biosensor system is used to optimize the downstreaming of molasses on a technical scale. The economic as well ecological advantages are discussed.

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Elements of biosensor construction

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Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas

Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas

Use of Enzymatic Biosensors as Quality Indices: A Synopsis of Present and Future Trends in The Food Industry

Bioanalytics: detailed insight into bioprocesses

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