5.5.4.1. Phân loại theo cơ chế chuyển đổi
- Chuyển đổi điện hoá: Bao gồm chuyển đổi dựa trên điện thế (potentiometric), dòng điện (amperometric) và độ dẫn (conductometric).
- Chuyển đổi quang: Là chuyển đổi hoạt động dựa trên các hiệu ứng nhƣ: hấp thụ ánh sáng nhìn thấy và tia UV; phát xạ huỳnh quang và lân quang; bio–luminiscence; chemi–luminiscence.
- Chuyển đổi nhiệt: Hoạt động dựa trên hiện tƣợng thay đổi entanpi khi hình thành hoặc phá vỡ các liên kết hóa học trong các phản ứng của enzyme. Bộ chuyển đổi này có ƣu
Trang 155
TS. BÙI XUÂN ĐÔNG –TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
điểm hoạt động tốt với tất cả các phản ứng. Tuy nhiên, dạng chuyển đổi này có tính chọn lọc thấp.
- Chuyển đổi bằng tinh thể áp điện (piezoelectric): Chuyển đổi hoạt động dựa trên nguyên lý: tinh thể sẽ thay đổi tần số dao động khi lực tác dụng lên nó thay đổi. Chuyển đổi dạng này có ƣu điểm là độ nhạy cao (cỡ picogam), thời gian phản ứng nhanh, khả năng cơ động cao, có thể sử dụng đo đạc
- Chuyển đổi bằng các hệ vi cơ : Nguyên lý hoạt động của cảm biến sử dụng chuyển đổi này nhƣ sau: chiếu một chùm laser đến bộ phản xạ trên bề mặt một thanh dầm rất mỏng, ánh sáng phản xạ đƣợc thu nhận bởi photodetector. Thanh mỏng này đƣợc chế tạo sao cho chỉ với một lực tác động rất nhỏ cũng làm cho thanh bị uốn cong đi. Nhƣ vậy tín hiệu phản xạ thu nhận đƣợc trên photodetector sẽ bị thay đổi so với trƣờng hợp không có lực tác dụng lên thanh. Căn cứ vào sự thay đổi tín hiệu phản xạ này, ngƣời ta có thể xác định đƣợc lực tác dụng lên thanh
5.5.4.2. Phân loại theo đầu thu sinh học
- Đầu thu làm từ enzyme: Đầu thu sinh học làm từ enzyme là dạng đầu thu phổ biến nhất. Đó là các đầu thu làm từ các enzyme urease, glucosidase, …
- Đầu thu làmtừ các kháng thể/kháng nguyên: Các đầu thu dạng này có đặc điểm là tính chọn lọc rất cao đồng thời các liên kết đƣợc tạo thành khá mạnh.
- Đầu thu làm từ protein: Rất nhiều cảm biến có đầu thu sinh học làm từ các protein nhƣ cảm biến phát hiện hocmôn, xác định các chất kích thích thần kinh, ...Các đầu thu này có đặc điểm là có tính chọn lọc rất cao. Tuy nhiên, chúng có nhƣợc điểm là rất khó cách ly (hình 5.15).
Trang 156
TS. BÙI XUÂN ĐÔNG –TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
- Đầu thu làm từ các axit nucleic: Các axit nucleic nhƣ DNA, RNA có thể sử dụng làm đầu thu sinh học. Các cảm biến có đầu thu dạng này thƣờng đƣợc sử dụng để phát hiện đột biến và các sai lệch trong cấu trúc di truyền.
- Đầu thu kết hợp: Với các đầu thu dạng này, ngƣời ta sử dụng đồng thời hai hay nhiều các phân tử dạng (enzyme, kháng thể, protein, ...) trên một đế. Việc kết hợp này mở rộng khả năng làm việc của các cảm biến sinh học. Một số cảm biến dạng này là cảm biến xác định thuốc nổ TNT, cảm biến xác định vi khuẩn bệnh than và cảm biến thử thai.
- Đầu thu làm từ tế bào: Các đầu thu sinh học không chỉ đƣợc làm từ các phân tử, nguyên tử mà nó còn có thể đƣợc làm từ các tế bào. Một số tế bào biến đổi gen của vi khuẩn đã đƣợc sử dụng làm đầu thu sinh học. Khi có mặt các phân tử chất độc, các tế bào này sẽ phát sáng, thông qua đó chúng ta xác định đƣợc sự xuất hiện của các phân tử chất độc.
Trang 157
TS. BÙI XUÂN ĐÔNG –TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
CHƢƠNG 6: PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN VỌNG CỦA CÔNG
NGHỆ ENZYME
Enzyme đƣợc xem nhƣ là một kỹ thuật quan trọng của công nghệ sinh học do có các chức năng sau:
- Enzyme là chất xúc tác cho mọi biến đổi vật chất trong công nghệ sinh học.
- Enzyme và nhiều hoạt chất sinh học khác là sản phẩm của công nghệ sinh học. Chúng có thể dùng làm công cụ mới của công nghệ sinh học, hay sử dụng trong các lãnh vực khác.
- Enzyme đƣợc xem là thuốc thử có tính chuyên hóa cao mà không có enzyme thì các quá trình công nghệ sinh học không thể tối ƣu hóa đƣợc