Các vật liệu sinh học nhƣ: vi khuẩn, tế bào, enzyme, kháng thể, DNA,...gây ra một trong các thay đổi :
Phản ứng trên bề mặt điện cực.
Thay đổi PH.
Thay đổi nhiệt độ.
Thay đổi tính chất truyền qua của ánh sáng.
Thay đổi khối lƣợng màng.
Những sự thay đổi này đƣợc nhận biết tƣơng ứng bằng các điện cực đếm elcectron, điện cực đo độ pH bằng chất bán dẫn, các cặp nhiệt, bộ đếm electron hoặc bộ dao động thạch anh. Các thay đổi này đƣợc chuyển thành tín hiệu điện từ đó cho ta thông tin về các vật liệu sinh học. Mối quan hệ giữa nhận biết sinh học và phƣơng pháp chuyển đổi đƣợc mô tả rõ trong bảng 5.3 và hình 5.14.
Cảm biến hoạt động theo nguyên tắc nhập các vật liệu sinh học đƣợc phép đi qua màng tế bào để các lựa chọn có thể đƣợc thực hiện và các phân tử gây nhiễu đƣợc giữ lại ở bên ngoài màng. Mẫu này sau đó tƣơng tác với các cảm biến sinh học và hình thức một sản phẩm, mà có thể là dòng điện, nhiệt, khí đốt, hóa học thích hợp. Sản phẩm này sau đó đi
Trang 154
TS. BÙI XUÂN ĐÔNG –TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
qua màng tế bào khác và đạt đến bộ chuyển đổi, chuyển đổi các tín hiệu sinh hóa thành tín hiệu điện có thể đƣợc tiếp tục khuyếch đại và có thể là đọc trên bảng điều khiển kỹ thuật số hoặc có thể đƣợc ghi trên máy ghi âm.
Bảng 5.3: Quan hệ giữa nhận biết sinh học và phƣơng pháp chuyển đổi
Hình 5.14: Nguyên tắc họat động của biosensor