On-line microbial biosensing and fingerprinting of water pollutants

Horsburgh, Alison Margaret; Mardlin, David; Turner, N. L.; Henkler, Rolf; Strachan, Norval James Colin; Glover, Lesley Anne; Paton, Graeme I.; Killham, K.

doi:10.1016/s0956-5663(01)00321-9

Cited by 50 publications

(21 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Biorąc pod uwagę najnowszą literaturę, największą popularność odnotowano w ochronie środowiska, gdzie za pomocą mikrobiologicznych biosensorów luminescencyjnych wykonuje się: pomiar toksyczności wody [22,24,25], analizę pod kątem zawartości w niej szkodliwych jonów Zn, Cu, Cd [18] czy zawartości arsenu [26]. Mikrobiologiczne sensory luminescencyjne wykorzystywane są również w przemyśle spożywczym, gdzie używane są do monitorowania zawartości szkodliwych bakterii w pożywieniu [27].…”

Section: Wykorzystanie Mikrobiologicznych Biosensorów Luminescencyjnyunclassified

Microbiological Biosensors Based on Luminescence

Kłos-Witkowska

2017

PAR

View full text Add to dashboard Cite

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...

show abstract

Section: Wykorzystanie Mikrobiologicznych Biosensorów Luminescencyjnyunclassified

Microbiological Biosensors Based on Luminescence

Kłos-Witkowska

2017

PAR

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The potential for biosensors to contribute to on-line toxicity testing for monitoring of water quality is currently constrained both by the relevance of the biosensors available and the technology for biosensor delivery. Horsburgh et al (2002) reported the use of novel slow release biosensor delivery for on-line monitoring instrumentation, with environmentally relevant bacteria for both simple toxicity testing and more complex toxicity fingerprinting of industrial effluents. The on-line toxicity test, using bioluminescence-based biosensors, proved to be as sensitive and reliable as the corresponding batch test, with comparable contaminant EC 50 values from both methods.…”

Section: Detection Of Heavy Metals Adulterants and Other Toxic Compomentioning

confidence: 99%

Optical biosensors for food quality and safety assurance—a review

et al. 2011

View full text Add to dashboard Cite

Food quality and safety is a scientific discipline describing handling, preparation and storage of food in ways that prevent food borne illness. Food serves as a growth medium for microorganisms that can be pathogenic or cause food spoilage. Therefore, it is imperative to have stringent laws and standards for the preparation, packaging and transportation of food. The conventional methods for detection of food contamination based on culturing, colony counting, chromatography and immunoassay are tedious and time consuming while biosensors have overcome some of these disadvantages. There is growing interest in biosensors due to high specificity, convenience and quick response. Optical biosensors show greater potential for the detection of pathogens, pesticide and drug residues, hygiene monitoring, heavy metals and other toxic substances in the food to check whether it is safe for consumption or not. This review focuses on optical biosensors, the recent developments in the associated instrumentation with emphasis on fiber optic and surface plasmon resonance (SPR) based biosensors for detecting a range of analytes in food samples, the major advantages and challenges associated with optical biosensors. It also briefly covers the different methods employed for the immobilization of bio-molecules used in developing biosensors.

show abstract

“…22 Bioluminescence or bioanalytical biosensors are based on the utilization of the ability of certain enzymes to emit photons as a by-product of their reactions. 20,23,24 The development of bioluminescent biosensors are reported for field toxic analysis, for monitoring water quality, and for the detection of toxic gaseous chemicals. Moreover, the adenosine triphosphate bioluminescence is routinely used to detect the amount of adenosine triphosphate in the living cells.…”

Section: ·1 Performance Of Biosensorsmentioning

confidence: 99%

“…Moreover, the adenosine triphosphate bioluminescence is routinely used to detect the amount of adenosine triphosphate in the living cells. 23,25,26 The bioanalytical sensors possess extremely high specificity and can distinguish viable from non-viable cells. 8 The main limitations of the biosensors are the relatively long assay time and the lack of sensitivity.…”

Section: ·1 Performance Of Biosensorsmentioning

confidence: 99%

“…8 The main limitations of the biosensors are the relatively long assay time and the lack of sensitivity. 20,23,26 The bioluminescence biosensors have the longest response time of all the biosensors in Table 1. 20 Calorimetric biosensors detect substrates on the bases of heat evolved from biochemical reactions of the analyte with a suitable biological active substance such as an enzyme.…”

Section: ·1 Performance Of Biosensorsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Recent Developments, Characteristics, and Potential Applications of Electrochemical Biosensors

2004

View full text Add to dashboard Cite

The objective of this study is to analyze the technical importance, performance, techniques, advantages, and disadvantages of the biosensors in general and of the electrochemical biosensors in particular. A product of reaction diffuses to the transducer in the first generation biosensors (based on Clark biosensors). The mediated biosensors or second generation biosensors use specific mediators between the reaction and the transducer to improve sensitivity. The second generation biosensors involve two steps: first, there is a redox reaction between enzyme and substrate that is reoxidized by the mediator, and eventually the mediator is oxidized by the electrode. No normal product or mediator diffusion is directly involved in the third generation biosensors, direct biosensors. Based on the type of transducer, current biosensors are divided into optical, mass, thermal, and electrochemical sensors. They are used in medical diagnostics, food quality controls, environmental monitoring, and other applications. These biosensors are also grouped under two broad categories of sensors: direct and indirect detection systems. Moreover, these systems could be further grouped into continuous or batch operation. Therefore, amperometric biosensors and their current applications are focused on more in detail since they are the most commonly used biosensors in monitoring and diagnosing tests in clinical analysis. Problems related to the commercialization of medical, environmental, and industrial biosensors as well as their performance characteristics, their competitiveness in comparison to the conventional analytical tools, and their costs determine the future development of these biosensors.

show abstract

On-line microbial biosensing and fingerprinting of water pollutants

Cited by 50 publications

References 16 publications

Microbiological Biosensors Based on Luminescence

Microbiological Biosensors Based on Luminescence

Optical biosensors for food quality and safety assurance—a review

Recent Developments, Characteristics, and Potential Applications of Electrochemical Biosensors

Contact Info

Product

Resources

About