Microbiological Biosensors Based on Luminescence

Abstract

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 WprowadzenieWraz z rosnącym tempem życia i rozwojem cywilizacyjnym rośnie zanieczyszczenie środowiska naturalnego, co bezpośrednio przekłada się na rosnące zagrożenia zdrowia i życia człowieka wywołane związkami chemicznymi o właściwościach genotoksycznych i cytotoksycznych.Dlatego oprócz szczegółowych analiz wykonywanych w specjalistycznych laboratoriach przez wykwalifikowany personel dąży się do rozwoju łatwych w obsłudze, tanich i szybkich urzą-dzeń do monitorowania szkodliwych substancji znajdujących się w powietrzu, wodzie pitnej, glebie czy żywności. Doskonałym rozwiązaniem wydają się być biosensory, które powszechnie stosowane są w ochronie środowiska [1][2][3], medycynie [4][5][6] przemyśle spożywczym [7][8][9] lub przemyśle obronnym. W całej rodzinie biosensorów można wyróżnić mikrobiologiczne biosensory bazujące na zjawisku luminescencji, które ze względu na ich dobrą czułość, szybką reakcję na zanieczyszczenie oraz szerokie spektrum temperatury i zakres pH, w których mogą pracować, są coraz częściej stosowane.Biorąc pod uwagę wzrastającą ich atrakcyjność, na podstawie najnowszych doniesień naukowych, starano się zgłębić w prezentowanej pracy ten szczególny rodzaj czujników pokazując ich specyficzne właściwości na tle innych biosensorów. W przeglądzie literatury można znaleźć liczne prace związane z czujnikami mikrobiologicznymi, ale nie znaleziono wśród nich takiej, która skupiałaby wyselekcjonowane informacje na temat biosensorów mikrobiologicznych bazujących na zjawisku luminescencji. Poniższa praca ma na celu zapoznanie czytelnika z luminescencyjnymi biosensorami mikrobiologicznymi. Przez ich poznanie (podanie charakterystyk, mechanizmów działania), pokazanie ich atrakcyjności oraz opis możliwych ich zastosowań, starano się wzbudzić zainteresowanie odbiorcy i przedstawić unikatowość tego typu czujników. Charakterystyka biosensorów luminescencyjnychBiosensor, według definicji IUPAC (ang. International Union of Pure and Applied Chemistry), to samowystarczalne zintegrowane urządzenie, dostarczające specyficznych ilościowych lub półilościowych informacji analitycznych przy użyciu składników umieszczonych w bezpośrednim kontakcie z elementem przetwarzającym [10]. Biosensor to rodzaj czujnika bazujący na procesie rozpoznawania biochemicznego/ biologicznego składający się z selektywnej części receptorowej i części przetwornikowej. W części receptorowej następuje selektywny wychwyt czą-steczki analizowanej (analitu) a proces ten jest możliwy dzięki znajdującej się w tej warstwie matrycy, na powierzchni której znajdują się receptory będące zazwyczaj niestabilnymi molekułami biologicznymi na przykład: proteinami, enzymami, kwasami nukleinowymi, antygenami, organellami komórkowymi [11]. W przypadku rozważania biosensorów mikrobiologicznych w części receptorowej zazwyczaj umieszczane są mikroorganizmy a w szczególności bakterie [12]. W części przetwornikowej następuje zamiana wyniku biologicznego oddziaływania (m...