Principles and Applications of Biosensors for Bioprocess Monitoring and Control

Abstract

Biosensors are useful analytical devices that can be integrated with on-line process monitoring schemes. In this article, the principles and applications of these devices for bioprocess monitoring are considered. Several different types of biosensors are described, and the applications and limitations of flow injection analysis (FIA) for these applications are discussed. It is hoped that the background provided here can be useful to researchers in this area.

A utilização de materiais obtidos pelo processo de sol-gel na construção de biossensores

“…A construção de um biossensor baseia-se na comunicação de duas partes: o componente biológico ativo (o reconhecedor) e um transdutor. A primeira faz o reconhecimento de uma determinada substância por meio de uma reação bioquímica específica, gerando uma variação na concentração de prótons, a liberação de gases, a emissão ou a absorção de luz, a emissão de calor, uma variação de massa, uma mudança no estado de oxidação do analito, etc; e a segunda, converte a energia destes eventos numa forma mensurável, como uma variação de corrente, potencial, temperatura e outros 10 . Assim, diferentes componentes biológicos podem ser utilizados na construção de biossensores, tais como organismos, tecidos, células, organelas, membranas, enzimas, receptores, anticorpos, ácidos nucléicos e macromoléculas orgânicas [11][12][13][14][15] .…”

“…Park et al 64 desenvolveram um novo processo de sol-gel para prevenir a lixiviação das espécies de interesse como a lactato oxidase e a glicose oxidase e polímeros redox [(Os)(bpi) 2 (PVP) 10 Cl]Cl, partindo de poli(4-vinilpiridina) em um filme fino de ormosil produzido por sol-gel.…”

Bioanalytics: detailed insight into bioprocesses

“…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].…”

Construction of green fluorescent protein based bacterial biosensor for heavy metal remediation

“…Conventional techniques to analyze metals include chemical precipitation, ion exchange, chelation, membrane separation (Samarghandi et al, 2007;Malakootian et al, 2009) and cold vapour atomic adsorption spectrometry, inductively coupled plasma mass spectrometry, UV visible spectrometry and X-ray absorption spectroscopy (APHA, 1992;Townsend, 1998). These techniques are highly precise, though suffering from disadvantages of high costs (Mulchandani and Bassi, 1995;D'Souza, 2001). Therefore, development of a simple alternate system for monitoring heavy metals by microorganisms, due to its potential applications in environmental protection and toxic heavy metals recovery, is essential (Andreazza et al, 2010).…”