لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

حسگر الکتروشیمیایی گلوکوز اکسیداز یکی از بهترین روش های شناسایی مقادیر کم گلوکوز است و بکارگیری نانوذرات کلوئیدی طلا به عنوان یک ماده مکمل در ساختار حسگر زیستی، می تواند در افزایش بازدهی و عملکرد بهینه مؤثر باشد. در این مقاله، الکترود حسگر زیستی با عنوان الکترود تخمیری کربن اصلاح شده با نانوذرات کلوئیدی طلا (Aunano/CPE) با استفاده از پودر گرافیت کربن، روغن پارافین و نانوذرات کلوئیدی طلا (24nm) تهیه گردیده و با الکترود تخمیری کربن (CPE) مقایسه شده است. در غشاءهای نیمه تراوایی، برای هریک از الکترودها، ترکیب 1 میلی لیتر بافر فسفات 0.1 مولار با pH معین و 10 میلی گرم آنزیم گلوکوز اکسیداز در اطراف الکترودها قرار داده شده است. در پتانسیل یکسان 0.7 ولت، حسگرهای زیستی توسط گلوکوز با محدوده غلظت (1-0) میلی مولار و مقادیر مختلف pH (8 و 6 و 4) مورد آزمون قرار گرفته اند که نتیجه آن تولید بیشترین جریان و ردیابی گلوکوز در pH=6 و غلظت 1 میلی مولار به عنوان بهینه ترین شرایط، بوده است. جریان سنجی حاصل از هر دو حسگر زیستی مورد مقایسه قرارگرفته اند که نهایتا استفاده از نانوذرات کلوئیدی طلا در ساختار الکترود (Aunano/CPE) منجر به افزایش رسانایی و جریان سنجی حسگر زیستی شده است.

امروزه آلودگی خاکها به عناصر سنگین که از منابع مختلف وارد خاکها می شوند در دنیا بصورت یک مساله کاملا جدی مطرح می باشد. برای تشخیص آلودگی فلزات سنگین روشهای متفاوتی مورد استفاده پژوهشگران قرار می گیرد. استفاده از حسگرهای زیستی یکی از روشهای جدید برای ارزیابی سمیت فلزات در خاک می باشد. در این مطالعه غلظتهای مختلف برای عناصر مس (0، 5، 20، 120، 300، 755 و 2000 میلی گرم برکیلوگرم) و روی (0، 10، 30، 70، 160، 400، 1000 و 3000 میلی گرم برکیلوگرم) بر روی یک خاک از سری لینکن واقع در نیوزیلند در دو محل جداگانه اعمال شد. غلظت کل عناصر مس و روی در نمونه های خاک پس از گذشت یکسال اندازه گیری شد. سپس آستانه سمیت این دو فلز سنگین به کمک حسگر زیستی E.Coli تعیین شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که با افزایش غلظت عناصر مس و روی میزان بیولومینسنس باکتری E.Coli کاهش یافت. نتایج این مطالعه همچنین نشان داد که به ترتیب در غلظتهای کل 450 و 65 میلی گرم بر کیلوگرم مس و روی، میزان بیولومینسنس پنجاه درصد نسبت به شاهد کاهش پیدا کرد. نتایج حاصل از پردازش داده ها و مطالعه همبستگی بین میزان بیولومینسنس و غلظت کل فلزات مس و روی نشان داد که تاثیر عنصر روی بر کاهش میزان لومینسنس باکتریایی 10 مرتبه بیشتر از عنصر مس بوده است.

یک حسگر زیستی بر پایه سلول های میکروبی برای اندازه گیری BOD پساب های صنعتی و شهری طراحی و بهینه شد. شرایط عملیاتی در حین اندازه گیری BOD نمونه ها، تاثیر زیادی بر نتیجه های حسگر داشته و انتخاب مناسبترین مقادیر برای شرایط عملیاتی و عامل های موثر بر عملکرد حسگر زیستی BOD برای دسترسی به یک اندازه گیری صحیح، بسیار ضروری است. در ساختار این حسگر از یک سلول کلارک به عنوان ترانسفورماتور و از لجن فعال تهیه شده از تصفیه خانه آب و فاضلاب شاهین شهر اصفهان به عنوان شناساگر زیستی حسگر استفاده شد. تاثیر عامل های حجم لجن فعال تثبیت شده بر روی حسگر، pH سیال حامل، شدت جریان سیال حامل و حجم تزریق نمونه اندازه گیری بر عملکرد حسگر بررسی و با تحلیل نتیجه های به دست آمده مقادیر بهینه برای این عامل ها انتخاب شد. مقدار بهینه برای حجم لجن تثبیت شده،pH  سیال حامل، شدت جریان سیال حامل و حجم تزریق نمونه به ترتیب برابر 500 میکرولیتر، 7، 0.9 میلی لیتر بر دقیقه و 3 میلی لیتر به دست آمدند.

در تحقیق حاضر یک حسگر زیستی-مغناطیسی چند لایه (SiO2/CoFeSiB/Al2O3/Cr/Au) مبتنی بر اثر امپدانس مغناطیسی با استفاده از سیستم میکروالکترومکانیکی طراحی وساخته شده است. بدین منظور ابتدا شمش آلیاژ پایه کبالت با ترکیبCo15Fe4. 3Si12. 5B15 در کوره القایی تحت خلاء تهیه و سپس با استفاده از دستگاه مذاب-ریسی، نوارهای انجماد سریع شده با ریزساختار آمورف تهیه شدند. جهت تهیه حسگر، یک طرح مارپیچی با ده عدد بازو با استفاده از فرآیند لیتوگرافی بر روی سطح نوار آمورف تهیه و سپس پوشش چند لایه آلومنیا/کروم/طلا با استفاده از فرآیند کندوپاش مغناطیسی امواج رادیویی، بر روی آن پوشش دهی شد. مشخصات مغناطیسی نوار به کمک دستگاه منحنی نگار هیسترزیس و مغناطش سنج نمونه مرتعش اندازه گیری شدند. مقاومت الکتریکی ویژه آلیاژ به روش پویشگر چهار نقطه اندازه گیری شد. آزمون پراش پرتو ایکس بر روی نوار نشان دهنده ی یک ساختار آمورف نوار می باشد. اندازه و ترکیب ذرات اکسید آهن مورد استفاده در این پژوهش به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون پراش پرتو ایکس مشخص شدند. نسبت امپدانس مغناطیسی بزرگ (GMI) نوار و حسگرها در محدوده فرکانسی 1 تا MHz 12 و حداکثر میدان مغناطیسی Oe 170 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که حداکثر نسبت امپدانس مغناطیسی حسگر برابر با 67% و در فرکانس MHz 9 حاصل شده است که در حضور mg 1/0 از ذرات سوپر-پارامغناطیس اکسید آهن بروی سطح حسگر، به میزان 13% کاهش یافته است. بنابراین، با توجه به حساسیت قابل توجه حسگر تهیه شده به نانوذرات اکسید آهن، این حسگر می تواند در کاربردهای زیستی-مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله یک حسگر زیستی بلور فوتونی جدید جهت اندازه گیری ضریب شکست، پیشنهاد و مورد بررسی قرارگرفته است. سه ساختارِ تک، جفت و سه کاواکی طراحی ومطالعه شدند. در این ساختارها یک کاواک مرکزی به عنوان کاواک سنجش بین موج برهای ورودی و خروجی ساندویچ شده است. به منظور شبیه سازی و بررسی نحوه انتشار نور در ساختارها از روش تفاضل محدود در حوزه زمان و بسط موج تخت استفاده شده است. جذب مولکول­های DNA موجود در محلول حسگری (PBS) منجر به تغییر در ضریب شکست مؤثر کاواک های سنجش شده و درنتیجه میزان عبوردهی طیفی از موج بر تغییر خواهد کرد. با بررسی میزان این تغییرات، فرآیند سنجش و تشخیص میسر می شود. با مطالعه اثر پارامترهای مختلف بر طیف خروجی ساختار، به منظور دستیابی به بهترین پارامترهای حسگری، مشاهده شد که پارامترهای هندسی ناحیه نقص و همچنین شعاع کاواک های کناری کاواک مرکزی، تأثیر قابل ملاحظه ای بر طیف ساختارها دارند. نتایج نشان دادند که ساختار تک­کاواکی بیشینه حساسیت برابر باnm/RIU 345 و ساختار سه کاواکی بیشینه فاکتور کیفیت برابر با 531 را دارند. در مقایسه با ساختارهای قبلی انجام شده، ساختارهای پیشنهادی در این مقاله به نسبت کارایی به مراتب بهتری از خود نشان می­دهند.

در این پژوهش، ایمونواسی رقابتی حساس، با استفاده از پدیده Fluorescence resonance energy transfer(FRET) (انتقال انرژی رزونانسی فلورسانس) از کوانتوم دات کادمیوم/تلوریت (آنتی اکراتوکسین آنتی بادی قرار گرفته برروی سطح خارجی کوانتوم دات) به رودامین (Rho123) (اکراتوکسین نشاندار شده با رودامین کونژوگه شده با آلبومین) برای اندازه گیری اکراتوکسین ارائه شده است. واکنش بسیار اختصاصی رخ داده بین آنتی اکراتوکسین آنتی بادی استقرار یافته برروی سطح خارجی کوانتوم دات و اکراتوکسین نشاندار شده با رودامین کونژوگه شده با آلبومین، منجر به نزدیکی کروموفور رودامین به کوانتوم دات شده که متعاقب تحریک نوری کوانتوم دات باعث رخ داد انتقال انرژی رزونانسی، از کوانتوم دات (به عنوان دهنده) به کروموفور رودامین (به عنوان گیرنده) می گردد. در فقدان اکراتوکسین آزاد، واکنش ایمنی رخ داده بین اکراتوکسین نشاندار شده با رودامین و آنتی اکراتوکسین آنتی بادی قرار گرفته برروی سطح کوانتوم دات، باعث نشر و وقوع پدیده FRET، بدنبال تحریک نوری کوانتوم دات می گردد. در صورت حضور اکراتوکسین آزاد، با اکراتوکسین نشاندار شده با رودامین در نانو حسگر زیستی، بصورت رقابتی جایگزین شده که این امر باعث کاهش نشر رودامین، بعد از وقوع پدیده FRET می گردد. کاهش در فلورسانس گیرنده رودامین، ارتباط مستقیمی با غلظت اکراتوکسین آزاد در نمونه دارد. این روش دارای حد تشخیص220 پیکوگرم در میلی لیتر، و برای اندازه گیری اکراتوکسین نمونه های سرمی انسان هم بکار برده شد. وابستگی خطی بین افزایش شدت فلورسانس رودامین در 580 نانومتر، و غلظت اکراتوکسین در نمونه سرمی، در گستره غلظت 100 تا 800 پیکوگرم در میلی لیتر یافت شد. شمای تشخیص رقابتی بسیار ساده، حساس، هموژن، سریع و کارا می باشد و نیازمند مراحل جداسازی و شستشوی زیاد نیز نمی باشد.

1در این مقاله، یک حسگر ضریب شکست (RI) مادون قرمز پلاسمونیک بر اساس ساختار فلز-عایق-فلز (MIM)  با دو نانو میله طلا در لایه بالایی برای سنجش ضریب­شکست آنالیت پیشنهاد شده است. مشخصه­های حسگر نظیر حساسیت (S)، نصف حداکثر عرض کامل (FWHM) و معیار شایستگی (FOM)  به ترتیب برابر nm/RIU842/736،  40 nm و 421/18 بدست آمده اند. از آنجا­که فلزات نمیتوانند مولکول­های زیستی را به صورت ایده­ال جذب کنند و علاوه بر این ماهیت دو بعدی تحریکات جمعی در گرافن باعث می­شود، حبس در گرافن از فلزات قوی­تر باشد، یک لایه از گرافن برای افزایش حساسیت در حسگر استفاده می­شود. نهایتا حسگر نانو­میله طلا با وجود لایه گرافن  بین نانو­میله ها و دی الکتریک بررسی شده و مشخصه­های حسگر با وجود لایه گرافن با ضخامت 2نانومتر و پتانسیل­شیمیایی 7/0الکترون ولت برابرnm/RIU 571/778 S=،46 FWHM=و045/16 FOM= بدست آمده اند.

هر در این مقاله یک حسگر زیستی کریستال فوتونی مبتنی بر یک نانوحلقه تشدیدگر دایره ای طراحی شده است. این حسگر دارای یک نانو حلقه دایره ای است که سبب می شود تزویج بین موج بر و نانو حلقه تشدیدگر صورت گیرد. همچنین جهت تزویج بهتر نور از یک ردیف میله بین موج بر ورودی و نانو حلقه تشدیدگر استفاد شده است. ساختار شامل میله های عایق در هوا است. این ساختار دارای ابعاد کوچک بوده و بیشتر ساختار دارای اندازه یکسان است که طراحی و ساخت آن را آسان می کند. در این مقاله از یک ساختار بلور فوتونی با ساختار شش وجهی استفاده شده است. حسگر شامل یک نانوحلقه تشدیدگر دایره ای مابین دو موج بر ورود و خروج است. موج بر سمت چپ به عنوان موج بر ورودی و موج بر سمت راست به عنوان خروجی در نظر گرفته شده است. به دلیل چینش دایره ای نانوحلقه تشدیدگر حسگر مورد نظر دارای ضریب کیفیت بالای 5166 و حساسیت خوبی است.