سنسور بیوالکتریک چیست؟ چه کاربردهایی دارد؟

سنسور بیو الکتریک چیست؟

سنسوررهای بیوالکتریک ، بدون توجه به مقیاس ، روش ساخت و اصل کار ، بر روی رابط بین عناصر بیولوژیکی و مدارهای الکترونیکی قرار دارند.آنها خود را از حسگرهای الکتروشیمیایی متمایز می کنند به این معنا که فقط به عنوان تنها عناصر زیست مولکولی مانند آنتی بادی ها ، آنزیم ها یا الیگونوکلئوتیدها به سلول ها ، بافت ها و حتی اندام ها به عنوان عناصر شناخت زیستی متکی هستند.

سنسورهای بیوالکتریک به عنوان ابزاری برای دستیابی سریع به وضعیت فیزیولوژیک سلولی بسیار مشهور هستند: این زمینه ای است که هر دو سنسور زیستی پتانسیومتری و مبتنی بر ایمپدانس مبتنی بر بیولوژیک به طور فزاینده ای برای سمیت و یا غربالگری اثرات متابولیکی استفاده می شوند.

مزایا و معایب سنسور بیوالکتریک

در میان صفات سودمند سنسورهای بیوالکتریک ، سرعت ، غیر تهاجمی بودن و هزینه کم در هر روش ، بارزترین آنهاست. به عنوان یک الگوی ، سنجش سمیت در پروفایل بیوالکتریک در برابر باقیمانده سموم دفع آفات می تواند در عرض چند دقیقه انجام شود در حالی که سنجش های نوری مبتنی بر آنزیم های معمولی ممکن است چندین ساعت یا حتی چند روز نیاز داشته باشند.
همانطور معایب اطلاعات در مورد خصوصیات الکتریکی سلولهای زنده و بافتها به ندرت با عملکردهای خاص مولکولی در ارتباط است ، مگر اینکه عنصر شناخت زیستی سلولی به طور اختصاصی ساخته شود تا پاسخ های بیوشیمیایی خاصی را به مکانیسم بیوالکتریک جفت کند. این مورد در مورد سلولهای مهندسی غشایی و سلولهایی با مدارهای ژنی مصنوعی وجود دارد .در غیر این صورت ،کاربردسنسورهای بیوالکتریک همچنان یک غربالگری،جامع تر از فیزیولوژی سلول ، به ویژه سمیت سلول و فعالیت کانال غشایی است.سنسورهای بیوالکتریک شبیه سنسورهای الکتروشیمیایی اما متمایز از آنها ،  قادر به نظارت بر الگوهای فیزیولوژیکی در زمان واقعی ، اغلب به طور مداوم و انتقال نتایج از طریق بلوتوث / اینترنت به محل ذخیره سازی داده ها ، پردازش و تفسیر از راه دور هستند.

کاربرد های سنسور بیو الکتریک 

یکی از جذاب ترین کاربردها ، درهم آمیختگی سنسورهای بیوالکتریک با مداخلات پزشکی بیوالکترومغناطیسی است. بهبود زخم با کمک میدان های الکتریکی خارجی چنین موردی است. شبیه سازی الکتریکی (ES) یکی از رویکردهای درمانی الکترومغناطیسی فعلی برای ترمیم زخم بدون جراحی است.

لاگومینتزیس و همکاران گزارش تحریک جریان میکرو بی سیم (WMCS) ، یک روش غیر تهاجمی و غیر تماسی جایگزین برای ES مبتنی بر الکترود است. این روش با استفاده از ظرفیت حمل جریان گاز هوای شارژ ، بر اساس توانایی نیتروژن (N 2 ) و / یا اکسیژن (O 2) مولکولهایی برای پذیرش یا اهدای الکترون ، جهت توزیع جریان و ولتاژ در داخل بافت است. دانشمندان از O 2 استفاده کردند ، میکرو جریان با شدت ۱٫۵-۴٫۰ μA در بدن بیمار با استفاده از دستگاهی قادر به تولید تعداد مشخصی از ذرات باردار است که منطقه زخم را از فاصله ۱۲-۱۵ سانتی متر پوشانده است.

مشاهدات بالینی پس از یک دوره درمانی سه ماهه ، کاهش قابل توجهی از زخمهای فشار عظیم و تشکیل بافت اپیتلیال جدید را نشان داد. در حقیقت ، استفاده از جلسات پشت سرهم WMCS منجر به معکوس کردن نشت الکتریکی مرتبط با زخم شده که باعث اتصال کوتاه پوست شده و زمینه های الکتریکی فیزیولوژیکی و جریان های یونی بافت های آسیب دیده را بازیابی می کند.مزایای بالقوه استفاده گسترده از WMCS در عمل بالینی به عنوان یک روش غیرتهاجمی و بدون واکنش برای ترمیم زخم بیش از حد  است.

از جمله دیگر کاربردهای سنسورهای بیو الکتریک، سمیت در شرایط آزمایشگاهی ، انتقال سیگنال ، تشخیص پزشکی در زمان واقعی ، ارزیابی ریسک محیطی و تولید دارو در حال اثبات است. در مورد سرطان ، تحقیقات در زمینه کمبود اکسیژن نشان داد که اکسیژن رسانی  در سلول  چقدر حیاتی است.

در این زمینه ، یک نشانگر مهم برای نظارت بر تمایز سلول های سرطانی در جمعیت سلول ، آنیون سوپراکسید است که عمدتا به عنوان محصول جانبی فسفوریلاسیون اکسیداتیو توسط زنجیره انتقال الکترون میتوکندری تولید می شود ، به میتوکندری آزاد می شود. ماتریس ، جایی است  که بلافاصله به پراکسید هیدروژن تبدیل می شود. سپس پراکسید هیدروژن میتوکندری، می تواند به سیتوزول و هسته انتشار یابد و با سایر گونه های رادیکال آزاد واکنش نشان دهد.

در نتیجه ، سنسورهای بیوالکتریک ممکن است به عنوان یک حوزه علمی جداگانه تکامل یافته و چشم اندازهای جدیدی را برای درک عمیق تر از پدیده های بیوالکتریک و بهره برداری از آنها برای اهداف عملی باز کند.

امیدواریم این مقاله مفید واقع شده باشد لطفا نظرات خود را با ما در میان بگذارید.

بیشتر بخوانید : سنسور التراسونیک چیست ؟ چگونه کار می کنند؟

بیشتر بخوانید : سنسور خازنی چیست؟ -۷ گام ساده برای شناخت سنسور های خازنی

بیشتر بخوانید : سنسور شتاب سنج چیست؟ (کاربرد های کمتر شناخته شده از فرمول شتاب)

سخن آخر :