Biyosensörler

11797
Biyosensörler

Canlılar çevrelerinde gerçekleşen olaylara karşı inanılmaz duyarlıdırlar. Yılan balıkları tonlarca su içerisine dökülen birkaç damla yabancı maddeyi hemen algılar. Örneğin piranaların metrelerce öteden bir damla kanı koklayıp avını bulması, köpeklerin koku bırakma yoluyla kendi bölgelerini belirlemesi aslında bu canlıların doğal ve mükemmel bir biyolojik sensör mekanizmasının olduğunun bir kanıtıdır.

İşte temelini bu mantığın oluşturduğu, biyolojik bir materyalin saniyeler içinde elektrik sinyallerine dönüştürüp ışık, ses, görüntü vb. şeklinde bize sunan teknolojiye “Biyosensörler” diyoruz.

Biyosensörler ilk defa 1950’lilerde biyosensörün babası olarak bilinen Leland C. Clark’ın kandaki oksijen miktarını bir elektrot ile takip etmesiyle başladı.(Clark Elektrotu) 1962 yılına gelindiğinde ise Champs Lyons’la birlikte ilk defa kandaki glukoz miktarını ölçmeyi başardı.

Biyosensörlerin iki temel bileşeni vardır: reseptör ve dönüştürücü. Reseptör analizi yapılacak maddeyi tanıyan ve ona göre dönüştürücüye fiziksel ve ya kimyasal sinyal göderen birimdir. Yani sistemin canlı(biyolojik) bileşenidir. Bu biyolojik bileşen herhangi bir doku, mikroorganizma, organel, kimyasal madde, nükleik asit ve benzeri olabilir. Dönüştürücüler ise reseptörün göderdiği fiziksel ve ya kimyasal sinyalleri elektrik sinyaline dönüştürür.

Biyosensörlerin nitelendirildikleri bir çok ölçütler vardır. Bunlara kısaca değinirsek;

Duyarlılık: Ölçülen maddedeki değişimlere anında birebir tepki verebilmelidir.

Seçicilik: Sadece ölçülecek maddeye özgü olmalıdır. Başka maddelere tepki vermemelidir.

Ölçüm hızı: Ölçme süresini –zaman kazancını- gösterir.

Tutarlılık: Cihazın verdiği sonuçlar tutarlı olmalıdır.

Ömrü: Diğer basit cihazlar gibi gittikçe performansının düşmemesi gerekir.

Kararlılık: Belirli bir sürede duyarlılık ve ya diğer niteliklerdeki değişimi inceleyen ölçüttür.

Örneğin seçicilik ölçütünün iyi olmadığı durumda ne olabilir?

Bir kan şeker ölçüm cihazını düşünürsek, bu cihazlar kandaki glukoz miktarını enzimler yardımıyla ölçerler. Mesela GDH-PQQ enzimiyle çalışan bir kan şeker ölçüm cihazı glukozu maltoz ve laktoz gibi diğer şeker türevlerinden ayırt edemez ve onlarla beraber ölçer. Doğal olarak olması gerekenden yüksek bir değer gösterir. Bu değeri gören hasta insülin kulanma yolunu tercih eder ve aslında yüksek olmayan şekerini daha da düşürerek ciddi riskler altına girebilir.

Buraya kadar Biyosensörlerin çalışma prensibinden ve hangi özelliklerde olması gerektiğinden bahsettik.

Biyosensörlerin çok çeşitli kullanım alanları vardır. Tıp, tarım, gıda, eczacılık, çevre kirliliği, savunma ve bir çok endüstriyel aktivitede özellikle otomasyon, kalite kontrolü ve durum tespitinde çok önemli rol oynar. Gıda sektöründe suların ölçümü, zehir tespiti; savunma anlamında kimyasal silahların tespiti yine biyosensörler sayesinde yapılır.

Peki biyosensörlerin tıbba yani hayatımıza kattığı kolaylıklar nelerdir?

Biyosensör uygulamalarının en önemlilerinden biri belkide birincisi hastalık teşhisidir. Kanser, şeker hastalığı, tüberküloz, hepatit ve bir çok hastalığın teşhisinde biyosensör teknolojisi kullanılır. Biyosensör teknolojisinin gelişmesiyle hastalık teşhisinde yeni bir dönem başladı diyebiliriz. Hastaya minimum tahribat vererek deri üzerinden değerleri algılayabilen biyosensör teknolojisiyle hastalık teşhisi kolaylaşıyor. Hatta hastanın vücut içine yerleştirilen biyosensörler sayesinde sürekli gözlem altında tutulabilmesi sağlanabilecek.

Gelişen bu teknoloji sayesinde tüplerce kan vermek yerine bir damla kandan veya diğer vücut sıvılarından hastalık teşhisi mümkün olabilecek. Belkide çok yakın bir zamanda hepimizin elinde en basitinden bir grip hastalığı teşhis cihazı olacak ve hiç doktora gitmeden hastalığımızı göz yaşı, ter, idrar gibi vücut sıvılarımızdan teşhis edebileceğiz.

Yazımızı Beğendiniz mi?
Halil İbrahim Şahan

Erciyes Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği öğrencisiyim.

11 Yorum

  1. Yazınızı çok beğendim. Bu konu hakkında merakları giderdiginizi düsünüyorum. Yazilarınızın devamını bekliyoruz.

  2. Benim anlamadığım konular var da koku alma duyusu en azından insanda koku reseptörleri mukusta cozulebilen maddelere duyarli ama buna rağmen hayvanlar nasıl olup ta metrelerce ötedeki kokuyu algilayabilir ki çünkü metrelerce otedeki koku mukusta cozunmeli ama o zaman da metrelerce otede olmaz ki ?
    Bunun yanında 1 damla kandan bu kadar şey olculebilmesine rağmen kan sonuçta heterojen bir karisim cozeldi değil ki bundan dolayi sonucun yanlış çıkma olasiligi vardir ve sizce ne kadardir ?
    Cevap verirsen cok mutlu olurum güzel yazıydı teşekkürler

    • Yorumun için teşekkürler
      Çünkü her türün koku alma hassasiyeti farklıdır. Hayvanlar metrelerce ötedeki kokuyu daha gelişmiş bir burna sahip olduğu için alır. Yani her tür kendi ihtiyacı için evrilmiştir. Mesela bizim bir B vitaminini koklamamıza gerek yoktur ama sivrisineklerin vardır. Çünkü onlar bizim gibi B vitaminlerini kendi üretemez ve dışardan alır.
      Kan konusunda da tabiki yanlış çıkma olasılığı vardır. Ama çalışmalar şuan Ar-Ge boyutunda olduğu için o yanlışların en aza indirilmesi için çalışılıyor.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.