Czujniki inteligentne

Czujniki inteligentneCzujnik inteligentny wyposażony jest w przetwornik analogowo-cyfrowy, mikroprocesor, układkomunikacji i pamięć. Taki sensor przekazuje informacje w postaci cyfrowej i komunikuje się zzewnętrznym cyfrowym systemem pomiarowym w oparciu o dowolny standardowy protokółkomunikacji.Słowo „inteligentny” oznacza, że czujnik taki potrafi adaptować się do zmiennych warunkówpomiarowych, ma możliwość podejmowania decyzji w zależności od uzyskanych wynikówpomiarowych, można nim zdalnie sterować oraz przeprogramowywać, potrafi wykonać wstępnąobróbkę zmierzonych danych oraz że jest on w stanie komunikować się z innymi urządzeniami.Zalety sensorów inteligentnych:• zwiększona odporność na zakłócenia i możliwość komunikacji na duże odległości,• wykrywanie błędów i diagnostyka,• zdolność do reakcji na zaistniałe okoliczności,• możliwość lokalnego zbierania, przetwarzania i dystrybucji informacji,• możliwość zmiany działania poprzez podmianę oprogramowania czujnika,• autotestowanie i autokalibracja,• zdolności adaptacyjne.

Bioczujnik (biosensor)Bioczujnik składa się z części biologicznej i części aparaturowej przetwarzającej sygnał odebranyprzez część biologiczną.Bioczujniki mogą być oparte na receptorach chemicznych, immunologicznych lubbiokatalitycznych.Jako bioczujnik starego typu w części biologicznej używa się często żywą tkankę roślinną lubzwierzęcą. Są one nietrwałe - tkanka zazwyczaj powinna być żywa.W nowszych zastosowaniach dąży się do użycia jak najmniejszej części biologicznej, dążąc donanometrowych rozmiarów organelli, enzymu lub pojedynczej biocząsteczki.

Podstawowa klasyfikacja bioczujników:Typ Zasada działania SpecyficznośćImmunosensorChemoreceptosensorSensorenzymatycznySensor DNASensortkankowySensorbakteryjnyDetekcja analitu na podstawie specyficznychinterakcji przeciwciało-antygen. Możliwośćdetekcji komórek zwierzęcych, roślinnych,bakteryjnych a także białek i cukrowców.Detekcja sygnału na podstawie specyficznychoddziaływań między cząsteczką analittu acząsteczką specjalnie zaprojektowanegochemoreceptora. Możliwość detekcji białek,receptorów i kanałów błonowych.W działaniu wykorzystuje katalizę enzymatycznąokreślonego substratu przez dany enzym. Możliwadetekcja większej ilości substratów w próbce.Działanie opiera się na interakcjach pomiędzyspecyficznymi sondami molekularnymi a DNAzawartym w analizowanej próbce. Detekcjakomórkowego DNA.Zawiera w części sensorycznej fragment tkanki.Działanie oparte na specyficznych interakcjachmiędzy tkanką a analitem.Jako komponent sensoryczny służą komórkibakteryjne, których genom koduje enzymykatalizujące tworzenie się fluorescencyjnychzwiązków.Duża względemanalizowanegoskładnika w wpróbceGłównierozpoznawane sąduże rodziny białeko podobnejstrukturze.Ograniczona przezspecyficznośćsubstratowąwykorzystanegoenzymu.Wysoka wwzględemposzukiwanejpróbki.Niska względemwykrywanychmolekuł lubkomórek.Wysoka względemwykrywanychmolekuł.Limitdetekcji50-100komórek/ml10nmol/ml100nmol/ml>pmol/ml100nmol/ml10-100nmol/ml

Przykłady zastosowań:• biosensor DNA, tranzystor polowy DNA• biosensor tkankowy, plaster banana - służy do wykrywania neurotransmitera dopaminy• biosensor tkankowy, wycinek kory nadnerczy połączony z elektrodą amoniakalną - służy doanalizy glutaminy• biosensor tkankowy, plasterek płatka kwitnącej magnolii przyczepiony do elektrody gazowej -wykrywa aminokwasy• biosensor tkankowy, mięsień królika - wykrywa nukleodyd monofosforanu adenozyny• biosensor tkankowy, pęcherz ropuchy - służy do analizy wazopresyny• biosensor enzymatyczny, test ciążowy