культурология. Этот текст возможно раскидаем по презентации дальше по пунктам инфу буду искать и где свои выводы делать
 Скачать 70.75 Kb.
|
|
ЭТОТ ТЕКСТ ВОЗМОЖНО РАСКИДАЕМ ПО ПРЕЗЕНТАЦИИ ДАЛЬШЕ ПО ПУНКТАМ ИНФУ БУДУ ИСКАТЬ И ГДЕ СВОИ ВЫВОДЫ ДЕЛАТЬ Биосенсор состоит из органического электронного компонента, на который дополнительно нанесен биораспознающий слой. Предложенное устройство простое и компактное, кроме того, его можно изготовить с помощью печатных технологий, отмечают эксперты. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале ACS Applied Materials and Interfaces. В современной врачебной практике все чаще применяют электронные или оптические/квантовые сенсоры, будь то квантовые магнитометры и датчики для исследования работы мозга или ранней диагностики онкозаболеваний. Их размещают на теле пациента, а полученные параметры обрабатывают на смартфоне или компьютере. В амбулаторных или внебольничных условиях требуются удобные сенсоры, которые оперативно помогут при оказании медицинской помощи. В этом случае преимущество имеют биосенсоры — приборы, в основе которых лежит чувствительный элемент, имеющий биологическую природу. Они не требуют специальных условий для работы, обладают высокой чувствительностью и быстротой отклика, а также способны обнаруживать совершенно разные молекулы. Ученые из Института синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН и Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова разработали биораспознающий слой для устройства класса «электронный язык», который выявляет разные виды патогенов в биологических жидкостях — в крови, например. За основу «электронного языка» авторы взяли подложку с набором пикселей, каждый из которых представляет собой органический электролитический транзистор. На каждый пиксель ученые наносили особые молекулы — стрептавидин и ДНК-аптамеры (короткие нуклеотидные последовательности с определенной структурой), и они взаимодействовали с конкретными молекулами патогена. Работоспособность устройства ученые испытывали, нанося на его поверхность каплю жидкости и снимая электрический сигнал со всех пикселей: если отклик пикселя отличался от контрольных значений, то это означало, что в жидкости присутствует соответствующий патоген. Чтобы проверить зависимость электрических свойств распознающего слоя от структуры молекул, которые нанесены на пиксели, химики использовали соединение, основу которого составляли специально спроектированные и синтезированные молекулы. Это так называемые биотиновые якоря: они выступают как рецепторы на поверхности полупроводников и сохраняют свойства при попадании в биологические жидкости. Устройство с таким слоем помещали в буферный раствор, в котором оно стабильно работало, что говорит о потенциальной возможности выявления антигенов в биологических средах. Эффективность платформы для биосенсоров авторы подтвердили, проведя с ее помощью определение вируса гриппа А. В ходе испытаний ученые получили хороший отклик на вирус гриппа А (Н7N1) с концентрацией 3×109 частиц/мл. Также была показана специфичность его определения путем контрольных экспериментов с неспецифическим вирусом болезни Ньюкасла, поражающей птиц. Обеспечить требуемую специфичность удалось за счет грамотно спроектированной архитектуры сенсора. Почему это важно: разработка окажется полезной не только в медучреждениях, но и в обычной жизни. Например, она позволит выявлять патогены в питьевой воде любому человеку, даже без специального образования. 2. Химическим сенсором называется устройство, превращающее химическую информацию (концентрацию специфического компонента в образце) в удобный для преобразования сигнал. Химические сенсоры обычно состоят из двух компонентов: из системы химического (молекулярного) распознавания (рецептора) и физико-химического преобразователя (трансдьюсера) .Биосенсоры – это разновидность химических сенсоров, в которых система распознавания имеет биохимическую природу и использует реакции либо индивидуальных биомолекул , либо биологических надмолекулярных структур. По определению биосенсора элемент биологического распознавания должен находиться в прямом пространственном контакте с преобразователем. Необходимой характеристикой как химических, так и биологических сенсоров должна являться возможность их минитюаризации. Уникальной особенностью биосенсоров в отличие от химических датчиков является высокая специфичность биоузнающего элемента, а также его способность осуществлять узнавание без дополнительных затрат энергии (повышения температуры, наложения потенциала и т.д.). Подобная специфичность позволяет количественно определять индивидуальное анализируемое вещество либо группу веществ в смеси огромного числа подобных соединений. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ рисунок1 На первом этапе действия биосенсора происходит «узнавание» биоэлементом специфического для него вещества из многокомпонентной смеси. На второй стадии происходит преобразование информации о протекании биохимической реакции в форму электрохимического или прочего (например, оптического) сигнала. Эта стадия, собственно, и является ключевой для осуществления работы биосенсора. Это стадия сопряжения биохимической и электродной (либо прочей физико-химической) реакций. На последней стадии электрический сигнал от трансдьюсера преобразовывается в нужную для обработки форму. Также есть классификация в зависимости от изменения параметров, указанных на рисунке. Есть и классификация по биологическим элементам узнавания  Потребность в биосенсорах сегодня огромна. В частности, они легко подвергаются миниатюризации и поэтому могут быть интегрированы в различные аналитические системы и даже имплантированы в организм для непрерывного мониторинга. Одним из важнейших направлений современной клинической диагностики является неинвазивная диагностика, т.е. анализ ключевых компонентов обмена веществ, не предусматривающий отбора крови. И в этом направлении биосенсоры с их высокими чувствительностью и избирательностью призваны сыграть ключевую роль.(В КОНЦЕ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ КАК ВЫВОД) 3 история развития Идея создания биосенсоров восходит опыту проведённому немецким физиологом Максом Кремером в 1906 году, когда он показал, что концентрация кислоты в жидкости пропорциональна электрическому потенциалу, который возникает между частями жидкости, расположенными на противоположных сторонах стеклянной мембраны[3]. Первый биосенсор современного типа сконструировал Леланд Кларк-младший в 1956 году для обнаружения кислорода, позже этот электрод стали называть «электродом Кларка»[3][4]. К 1962 году Кларк продемонстрировал первый амперометрический ферментный электрод для обнаружения глюкозы. В 1969 году Джордж Гильбо и Джозеф Монтальво-младший создали первый потенциометрический биосенсор для обнаружения мочевины. Первый коммерческий биосенсор был разработан в 1975 году компанией Yellow Spring Instruments (YSI)[3]. В 1956 году Л. Кларк опубликовал свою основополагающую работу, посвященную аналитическому применению изобретенного им кислородного электрода, который в дальнейшем стали называть электродом Кларка. Электрод Кларка предназначался для измерения концентрации (содержания) кислорода в жидких и газовых средах, в частности в крови и тканях организма.В 1962 году Л. Кларк выступил в Нью-йоркской Академии наук, где сообщил результаты собственных экспериментов, а также планы на будущее, связанные с возможностью анализа состава биологических жидкостей. Он рассказал как можно сделать существовавшие в то время электрохимические сенсоры (рН, полярографические, потенциометрические или кондуктометрические электроды) более "умными", сопрягая их с ферментами. В первую очередь его выступление относилось к применению для этой цели кислородного электрода. Эту концепцию он проиллюстрировал экспериментом, в котором на электроде была иммобилизована глюкозооксидаза. Присутствующая в среде глюкоза окислялась ферментом, процесс сопровождался потреблением кислорода. Снижение концентрации кислорода было пропорционально концентрации глюкозы. В статье, опубликованной в 1962 г., Кларк и Лионс ввели в употребление термин "ферментный электрод". В 8-м томе журнала "Биосенсоры и биоэлектроника" (1993 г.) была опубликована передовая статья, в которой профессор Л. Кларк делился впечатлениями о первых шагах в истории развития биосенсоров и своем изобретении. "Я часто думал - писал Кларк - насколько невероятно медленными являются классические методы измерения таких жизненно важных веществ в крови как кислород, глюкоза и лактат (молочная кислота). Много времени уходит на приготовление образца крови для анализа, образец затем реагирует с набором реактивов, в результате чего появляется окрашенный продукт. Привлекательность ферментного электрода заключается в его простоте. Электрохимические методы содержат внутреннюю элегантность и, кроме того, с их помощью можно производить измерения в различных средах, таких, например, как кровь или тканевый гомогенат, не прибегая к каким-либо химическим манипуляциям". Подчеркивая простоту не только самой идеи, но также и процесса конструирования биосенсора, Л. Кларк отмечал, что первый электрод был сделан им у себя дома, в чулане. Эксперименты были очень простыми – для них требовался только солевой раствор, серебряная проволока, платина, впаянная в стеклянную трубку, батарейка для карманного фонарика, два резистора, целлофановая пленка, фермент глюкозооксидаза и гальванометр. Л. Кларк нанес небольшое количество глюкозооксидазы на поверхность платины и закрыл ее целлофаном. Целлофан он применил для того, чтобы отделить каталазу – фермент, присутствующий в крови и разрушающий перекись, от глюкозооксидазы, не препятствуя глюкозе проникать к электроду. На платину был подан положительный потенциал относительно серебряного электрода; такая система не реагировала на растворенный кислород, но давала ток в присутствии перекиси водорода (Рис. 2.2). Л. Кларк показал, что ток электрода, погруженного в солевой раствор, был нулевым, однако быстро возрастал при добавлении глюкозы в раствор и был пропорционален ее концентрации. После этого исследователь проколол палец и внес кровь в раствор. Это привело к тому, датчик мгновенно сработал - ток увеличился, что означало, что система функционировала. Биосенсор для детекции глюкозы был создан таким простым способом.  4-5 плюсы/минусы для человека и общества Я думаю, что минусов как для общества, так и для человека нет или они очень не влиятельны по отношению что к человеку, что к обществу. Из плюсов что стоило бы выделить : качественно на опытном уровне улучшается здоровье людей(онкозаболевания),ведь датчики считывают информацию и показывают её лечащему врачу(который сразу оценивает состояние пациента). НО спор на прошлой паре спор между БИОКОНСЕРВАТОРАМИ и ТРАНСГУМАНИСТАМИ привёл к тому, что причиной или минусом использования биосенсоров может послужить неготовность человека применять эти технологии(неумение), ведь технологии действительно развиваются. 6 образ в культуре, книгах, сериалах Сенсорная культура в эпоху глобализации (и всё, наверное) 7 отношение общества Смотреть пункт 4-5(рассуждать можно долго, приводя разные доводы, одни долго будут настаивать на одном, другие-сопротивляться) 8 перспектива Я думаю, значительные, так как человечество, в частности, учёные с каждым днём открывают какие-то факты, проводят различные эксперименты(опыты), то есть происходит накопление(обогащение информацией),это и поспособствует правильности контроля здоровья человека и риска появления каких-то заболеваний. |