HABER RÖPORTAJ TEKNİK KÜTÜPHANE SEKTÖR REHBERİ ÜNİVERSİTE YAZARLAR PROJE & DANIŞMANLIK SİNERJİ BULUŞMALARI
Tümü Araştırma & İnceleme Makale Mühendislik & Teknoloji Bilimin Öncüleri Mevzuat & Yönetmelik Sektör Raporları
Ölçemediğiniz Şeyi Yönetemezsiniz:
Biyosensörler
Peter Drucker’ın “Ölçemediğiniz şeyi yönetemezsiniz” sözü hemen hemen her alan için geçerli. ButterflyEffect filminde de olduğu gibi küçük değişimlerin büyük sonuçlar doğurduğu göz önüne alındığında, sağlık alanında ölçme ve analiz etmenin çok daha kritik bir süreç olduğunu söyleyebiliriz. Bunun için de modern tıbbın en büyük yardımcısı olan biyosensörlerden yararlanıyor.
A- A+
30.11.2019 tarihli yazı 3228 kez okunmuştur.
Biyosensör Sensör Sağlık İzleme Takip Kontrol
Biyosensörlerin geçmişi 1960’lı yıllara dayanıyor. Clark, L. C. J. biyosensör çalışmalarına imza atan ilk bilim insanlarından biri olarak kabul edilyor. [1]
Biyolojik ve kimyasal reaksiyonlar için kullanılan biyosensörler; ter, kan, idrar ve tükürük gibi sıvılarda bir hastalığın tespiti için kullanılabiliyor. Ayrıca hastalığa neden olan mikroorganizmaların tespiti, hastalıkların izlenmesi ve laboratuvar ortamında ilaç geliştirme çalışmalarında da kullanılabilmektedir. [2]
Biyosensörleri Oluşturan Bileşenler
Temel olarak bir biyosensörün çalışması, aşağıdaki gibi beş bileşen ile temsil edilebilir.Bu bileşenler:
Analit: Klinik kimyada içerik olarak bilinen analit, tespit edilmek istenen kimyasal türdür. Örneğin, glikoz tespiti için geliştirilen bir sensörde glikozanalittir.
Biyoreseptör: Biyosensörün istenilen analiti tespit edebilmesi için özel olarak seçilmiş biyoreseptöre ihtiyaç duyulmaktadır. DNA’lar, enzimler, aptamerler, antikorlar biyoreseptör olarak kullanılabilmektedir.
Dönüştürücü: Biyoreseptörleranaliti algıladıktan sonra dönüştürme işlemine ihtiyaç duyulmaktadır. Biyotanıma olayı sonrasında transdüserler, analit ile biyoreseptör etkileşimine göre elektrik sinyali üretir.
Elektronik devre: Transdüser tarafından dönüştürülen elektrik sinyali, elektronik devrede amplifikasyon yapılır. (Genliği artırılır) Daha sonra analog-dijital çevrim de yapılarak ölçüm çok daha hassas hale getirilir.
İzleme: Tüm bu karmaşık süreç sonrasında donanım ve yazılımdan edinilen bilgiler, bir ekran aracılığıyla sayılar ve grafiklerle incelenebilir hale gelir.
Şekil: 1:Biyosensörün şematik gösterimi [3]
Biyosensörlerin Özellikleri
Her biyosensörün sahip olduğu bazı statik ve dinamik özellikler vardır. Bu özelliklerin optimizasyonu, biyosensörün performansını etkiler. Temel olarak bu özellikleri şu şekilde sıralayabiliriz:
Seçicilik: Biyoreseptörün, diğer katkıları ve kirletici maddeleri içeren bir numunedeki belirli bir analiti tespit edebilmesidir
Tekrarlanabilirlik: Aynı şartlar altında biyosensör ile yapılan tekrarlı numune ölçümlerinde sonuçların birbirine yakın olması beklenir. Tekrarlanabilir sinyaller, bir biyosensörün tepkisi üzerine yapılan çıkarımlara yüksek güvenilirlik sağlar.
Kararlılık: Kararlılık, bir biyosensörün çevresindeki ortama karşı duyarlılık derecesidir. Çevre veya iç nedenlerden kaynaklı bozukluklar, biyosensör çıkış sinyalinde sapmalara neden olabilir. Bu sapmalar, biyosensörün kesinliği ve hassasiyetini doğrudan etkiler. Özellikle sürekli izleme durumlarında öneme sahiptir.
Duyarlılık (hassasiyet): Bir biyosensör tarafından tespit edilebilecek minimum analit miktarı, tespit sınırını (LOD -limit of detection) veya hassasiyetini tanımlar. Bazı uygulamalarda ng / ml düzeyinde ölçümler gerekmektedir. Örneğin, kanda 4 ng / ml'lik bir prostata özgü antijen (PSA) konsantrasyonu, doktorların biyopsi testleri önerdiği prostat kanseri ile ilişkilidir.
Doğrusallık: Doğrusallık, ölçülen cevabın matematiksel olarak ifadesini temsil eder. Örneğin; bir biyosensöründoğrusallığı için y = mc eşitliğini kullandığımızı varsayalım. Bu eşitlikte y çıkış sinyali, m biyosensörün hassasiyeti, c ise analitin konsantrasyonudur. [4]
►İlginizi Çekebilir: Algılayıcılar | Sensörler
Örneklerle Biyosensörlerin Kullanım Alanları
Biyosensörlerin uygulama alanları elbette sağlıkla sınırlı değil. Gıda takibinden çevre izlenmesine, hatta askeriyeye kadar birçok alanda biyosensörler kullanılmaktadır.
Örneğin biyosensörler ile havada bulunan zararlı bir partikülün zaman içerisindeki değişimi incelenerek hava kirliliği veya kalitesi hakkında çıkarım yapılabiliyor.
Benzer şekilde savaşlarda biyolojik saldırının yapılıp yapılmadığının kontrolü için çeşitli bakteriler, virüsler ve toksinlerin gerçek zamanlı takibi yapılabiliyor.
►İlginizi Çekebilir: Piezoelektrik Sensörler ve Modellenmesi
Biyosensörlerin sağlıktan sonraki en önemli uygulama alanları arasında ise gıda endüstrisi yer almaktadır. Gıdaların üretimden lojistiğine, hatta son dönemde tüketimine kadar biyosensörler görev yapmaktadır. Örneğin, tarlaya ekilen bir mahsül için istenilen takip biyosensörle yapılıyor. Ayrıca mahsülün nakliyatı sırasında biyosensörlerle çürüme gibi zarar oluşturabilecek durumlar izlenerek, olası ticari kayıpların önüne geçilebiliyor.[5 - 6]
Şekil 2: Kan şekerinin izlenmesini sağlayan iğnesi biyosensör [7]
Biyosensör Üretiminde Yaşanan Zorluklar
50 yılı aşkın bir geçmişi olan biyosensörler, sağladığı avantajlara rağmen endüstride henüz yeni yeni yaygınlaşıyor. Bu yaygınlaşmanın önündeki en büyük engel ise üretim zorlukları.
Biyosensör üretimine geçmeden önce ihtiyaçla ilgili analitin belirlenmesi gerekiyor. Daha sonra bu analitin kesin analizi yapılmalı. Analitle ilgili kesin sonuçlara ulaşılması sonrasında ise performansının test edilmesi en önemli süreçlerden biri. Örneğin, 6 aylık süre sonunda biyosensörlerden alınan yanıtlarda sorunlar meydana gelebiliyor. Ayrıca etik sorunlar da biyosensör üretiminde yaşanan zorluklardan bir diğeri.
Kaynak:
[1] Heineman W.R., Jensen W.B. Leland C. ClarkJr. (1918–2005) Biosens. Bioelectron. 2006;21:1403–1404. doi: 10.1016/j.bios.2005.12.005.
[2] Bergveld P. Development of an ion-sensitivesolid-statedeviceforneurophysiologicalmeasurements. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1970;1(7):70–71. doi: 10.1109/TBME.1970.4502688.
[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4986445/figure/F1/
[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4986445/#idm139833417057424title
[5] Yoo E.H., Lee S.Y. Glucosebiosensors: an overview of use in clinicalpractice. Sensors. 2010;10:4558–4576. doi: 10.3390/s100504558
[6] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3292132/
[7] https://spectrum.ieee.org/the-human-os/biomedical/devices/skinlike-biosensor-offers-needlefree-blood-sugar-monitoring
Tweet
Takip et: @elektrikport
YORUMLAR
YAZAR HAKKINDA
Burak Kesayak Yazar Hakkında
Yazar Hakkında
Elektrik elektronik mühenidisi.
Medium: https://medium.com/@burakkesayak
Her konuda soru, görüş ve önerileriniz için: burakkesayak@gmail.com
Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır
YAZARIN DİĞER YAZILARI Enerji Üretim Sistemlerinin Temel Bileşenleri Eriyen Telli Sigortalardan NH Sigortalar | Sigma Elektrik Yuvarlak Konnektörler SAI Connectors | Weidmüller Dijital Fabrikalar için Eylem Alanları | Phoenix Contact Vestas’tan Dev Açık Deniz Rüzgar Türbini PROCON-WEB-Kolay ve Verimli Veri Görselleştirme | Weidmüller Hizmet Arayüzleri: FrontCom® Vario | Weidmüller Discrepancy Şalter Nedir? | Kardeş Elektrik Toroidal Akım Trafosu ile Kaçak Akımlara Karşı Koruma | Sigma Elektrik Kablo Giriş Sistemleri ve Bileşenleri | Weidmüller
EDİTÖRÜN SEÇİMİ Tümü
Enerji Üretim Sistemlerinin Temel Bileşenleri Kompanzasyon Neden Gereklidir? Kompanzasyon Çözüml... Multimetre Nedir? Neden Kullanılır? Seçim Kriterle... FIDIC Sözleşme Tipleri Nelerdir? Eriyen Telli Sigortalardan NH Sigortalar | Sigma E...
ETKİNLİK TAKVİMİ Tümü
Aktif etkinlik bulunmamaktadır.
FOTOPORT
Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Tarlası
Dünyanın En Büyük 10 Makinesi
2020’nin En İyi 10 Kişisel Robotu
Programlamaya Erken Yaşta Başlayan 7 Ünlü Bilgisayar Programcısı
Üretimin Geleceğinde Etkili Olacak 10 Beceri
Olağan Üstü Tasarıma Sahip 5 Köprü
Dünyanın En İyi Bilim ve Teknoloji Müzeleri
En İyi 5 Tıbbi Robot
Dünyanın En Zengin 10 Mühendisi
Üretim için 6 Fabrikasyon İşlemi
VIDEOPORT
Yapay Zeka Tabanlı Güç Kalitesi Veri Analitiği ve Çözümleri | Siemens | Webinar
Siemens Kaçak Akım Koruma Cihazları | RCD, RCCB
Siemens 3WL açık tip güç şalterleri ACB
Siemens 7KM PAC3100, 3200, 4200 Ölçüm Cihazları Teknik Özellikler
Konvertör için SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 2
Kurulum ve bağlantı - SINAMICS V20 / G120 Smart Access Module 1
Sigma Elektrik Tanıtım Videosu
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
K400 K630 Tip Şalterlere Açtırma Bobini Takılması
Kaçak Akım Algılamalı Şalterlere Yardımcı Kontak Takılması
ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir
Otomotiv
Enerji
Kimya
Maden
Sağlık
Gönder
Sonuçlar
Otomotiv 54 %
Enerji 29 %
Kimya 5 %
Maden 3 %
Sağlık 9 %
Güncel Anket
EN ÇOK OKUNANLAR Tümü
Güneş Enerjisi Elektrik Üretim Sisteminin Tasarlan... Mühendisler Ne İş Yapar ve Ne Kadar Kazanırlar? Alternatif Akımın Temel Tanımları IT Nedir? | IT Uzmanı Nedir? BIOS Nedir? BIOS Ayarları Nasıl Yapılır?
BENZER İÇERİKLER Tümü
Akıllı Bandaj Yaraların İyileşme Hızını Takip Ediy... Biyolojik Devreler Hastalıkların Teşhisinde Kullan... Akıllı Yara Bandı Geliştirildi Yapay Zeka ile E-Cilt ve Biyosensör Geliştirildi Biyoelektronik Nedir? Uygulamaları Nelerdir?
ELEKTRIKPORT
Hakkımızda Künye İletişim
KAYNAKLAR
Sıkça Sorulan Sorular Site Haritası Sosyal Medya
KURUMSAL
Çözümler Reklam ve Tanıtım Hizmetleri Kullanım Şartları Gizlilik Politikası Üyelik Sözleşmesi
Tesla Bobini Yapımı Nikola Tesla Buluşları Nicola Tesla - Hayatı Güneş Enerji Sistemleri Yıldırım Nedir
Güneş Enerjili Uçaklar Güneş Enerji Haritası Lisansız Elektrik Üretimi Yeraltı Trafo Merkezleri Elektronik Atıklar
Yol Aydınlatması Kompanzasyon Nasıl Yapılır Kompanzasyon Nedir Yeraltı Nükleer Santraller Step Motorlar
Fiber Optik Aydınlatma Elektrikli Araç - Akü Sistemleri Elektrikli Araçlar - Kablosuz Şarj Fotovoltaik Nedir Korona Olayı
Gerilim - Potansiyel Fark Elektrik Nedir Kesintisiz Güç Kaynağı - UPS TEDAŞ Mülakat Soruları Radyasyon ve Kaktüs
Matlab Dersleri - Matrix Matlab Dersleri - Grafik Matlab Devre Analizi Java Dersleri - Constructor Matlab Simulasyonu
Kyoto Protokolü Güneş Enerji Sistemi Nedir? Rüzgar Türbini Topraklaması Rüzgar Enerjisinin Tarihçesi Yüksek İrtifa Rüzgar Türbini
Rüzgar Türbini Tasarımları Gaz İzoleli Transformatörler Transformatör Arızaları Transformatör Bakımı Güç - Dağıtım Transformatörleri
Kesiciler ve Bakımı Ayırıcılar Alternatif Akım Sistemleri Alternatif Akım Temelleri Alternatif Akım Nedir
Harmonik Analizi Enerji Verimliliği Paratoner ve Faraday Kafesi Enerji Nakil Hatları Kestirimci Bakım