Biyolojik sistemlerde gelecekteki nano / biyosensör ürünlerine hazırlık

Abstract

Biyosensörler, temel biyolojik süreçleri anlamamıza yardımcı olan değerli bilgileri kodlayan biyomoleküllerin ve biyo-işlevlerin dinamik değişikliklerini izlemek için tasarlanmış temel araçlardır. Günümüzde doku histolojisi, doku analizi ihtiyacını karşılayan en yaygın analitik tekniktir. Bu teknik, uç nokta analizi, yüksek maliyet ve uzun hazırlık süresi ile sınırlıdır. Uygulamalarda, gerçek zamanlı izlemedeki zorluklar ve nitel yorumlamada ortaya çıkan etik sorunlar nedeniyle kullanımı avantajlı değildir. Bu nedenle, boyuta bağlı olarak farklı fizikokimyasal özelliklere sahip nanometre ölçekli malzemeler, son zamanlarda biyolojik algılama (sensör) uygulamaları için umut verici adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Bu sensör yapıları, önemli fizyolojik parametrelerin gerçek zamanlı değişikliklerine benzersiz bir bakış açısı sağlar. Sensör bileşenlerinin iki veya daha fazla sinyal aktarım mekanizmasına dayalı olarak çalıştığı çok modlu (multi mod) nanosensörlerin yarattığı sinerji daha ayrıntılı olarak elde edilir. Yogi Berra'nın "Sadece izleyerek çok şey gözlemleyebilirsiniz" ifadesi, biyosensörlerde biyoalgılama işlevinde sadece küçük bir ayarlama ile yerine getirilir. Pek çok biyolojik süreç, basitçe yüksek uzay- zamansal algılayıcı tepkileri takip edilerek gözlemlenir. Makalemizde son yıllarda in vitro veya in vivo ölçümlere uygulanan nanobiyosensör cihazlarındaki önemli gelişmelere değinilmektedir. Biyolojik algılama uygulamaları için birden fazla mekanizma içeren nanobiyosensörlerin son gelişmelerine kısaca değinilecektir.

Biosensors are key tools designed to monitor the dynamic changes of biomolecules and bio-functions that encode valuable information that helps us understand fundamental biological processes. Today, tissue histology is the most common analytical technique that meets the need for tissue analysis. This technique is limited by endpoint analysis, high cost, and long preparation time. In applications, its use is not advantageous due to difficulties in real-time monitoring and ethical problems arising in qualitative interpretation. Therefore, nanometer- scale materials with different physicochemical properties depending on size have recently emerged as promising candidates for biological sensing (sensor) applications. These sensor structures provide unparalleled insight into real-time changes of important physiological parameters. The synergy created by multi-mode (multi-mode) nanosensors, in which the sensor components operate based on two or more signal transmission mechanisms, is achieved in greater detail. Yogi Berra's statement, "You can observe a lot just by watching" is fulfilled with only a small adjustment to the biosensing function in biosensors. Many biological processes are observed simply by following high spatio-temporal sensor responses. In our article, important advances in nanobiosensor devices applied to in vitro or in vivo measurements in recent years are mentioned. Recent developments of nanobiosensors, which include multiple mechanisms for biological sensing applications, will be briefly discussed.