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Sensorik
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Cartes-fiches
Wie ist ein Biosensor aufgebaut? Nennen SIe die wichtigsten Bestandteile von einem Biosensor und beschreiben Sie dies
Messprobe: Analyt
Sensor: Rezeptor
Transducer: SIgnalwandler
Anzeigegerät: Signalverarbeitung
Ein Sensor ist das primäre Element einer Messeinrichtung, das Kenntnisse über eine Messgröße vermittelt (Messfühler, elementarer Sensor) und diese Information in ein geeignetes Messignal (Transducer umsetzt)
Messfühler, der mit biologischen Komponenten ausgestattet ist, chemosensor, der biologische Komponenten nutzt, immobilisierte Biomoleküle auf Chemosensor.
Nennen Sie die fünf wichtigsten Parameter eines Biosensors
- Sensitivität
- Selektivität
- Stabilität
- Hysterese
- Nachweisgrenze
- Ansprechzeit
Nennen Sie 5 Anwendungsbereiche von Biosensoren und mindestens ein Beispiel zu jedem
Umweltanalytik: Abwasser, Trinkwasserunterswuchen auf z.B. Schwermetalle, Pestizide...
Transportwesen: Lambdasone, Lufteinlass in Innenraum
Analytik in der Medizin: Blut (Glucose, Fette, Erreger, Schilddrüse...
Lebensmitteltechnologie: Frische/Fäulnis, pH, Antibiotika- Rückstände
Anlagen-/Prozesstechnik: Arbeitsplatz-überwachung bzw. -sicherheit
Welchert Biosensor wurde als erster erfunden und wer hat ihn entwickelt?
1962 von Clark und Lyons . Messsystem, das die Bestimmung von Glucose im Blut während und nach Operationen ermöglicht. Dieser Biosensor bestand wahlweise aus einer Sauerstoffelektrode nach Clark oder einer pH-Elektrode als Transduktor, vor denen zwischen zwei Membranen das Enzym Glucose-Oxidase aufgebracht war. Die Glucosekonzentration konnte als Änderung des pH-Wertes bzw. als Änderung der Sauerstoffkonzentration infolge der Oxidation der Glucose unter katalytischer Wirkung des Enzyms Glucose-Oxidase bestimmt werden.
Welche Biomoleküle bzw. Biosupra- molekularen System werden häufig für die Entwicklung von Biosensoren als Erkennungskomponenten verwendet ( mindestens 4 Beispiele)
Aminosäuren, Nucleinsäuren, PRoteine, Enzymkomplexe, Zellkern, Mitochondrien
Was sind Enzyme? Nennen Sie 4 Sorten von Enzymen. Wie sind diese aufgebaut?
Proteine (Polypetide), wirken als Katalysatoren, d.h. sie erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit biochemischer Prozesse um einen Faktor 108-1020. Setzen Aktivierungsenergie herab. Hohe Wirkspezifität, hohe Substratspezifität
Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen, Ligasen
Enzymaktivität? Welche Parameter können sie beeinflussen?
Enzymaktivität: Wie viel Substrat ein Enzym umsetzt.
Enzymeinheit (Unit) ist die Enzymmenge, die pro Minute ein µMol Substrat umsetzt.
Die auf ein mg Enzym bezogene Enzymaktivität (µmol*min-1*mg-1) nennt man spezifische Aktivität.
pH-Wert, Temperatur, Substratkonzentration, Lösungszusammensetzung( Cofaktoren, Inhibitoren)
Was sind Antikörper und für die Entwicklung welcher Biosensoren können sie benutzt werden?
AK=Proteine, Immunoglobuline. AK werden im Körper als Reaktion auf ein eingedrungenes Fremdprotein, das sog. Antigen, produziert und bilden mit diesem einen immunochemischen Komplex, d.h. eine spezifische (reversible) Bindung.
Analytische Nutzung in sog. Immunoassay.--Y NAchweis von Antigenen und Haptenen
Wie funktioniert die katalytische Reaktion zw. Enzym und Substrat?
Enzym und Substrat bilden Enzym-Substrat-Komplex (ES) mit Geschwindigkeitskonstante K+1. Dissoziert mit K-1 wieder oder wird mit K2 zum Enzym-Produkt-Komplex umgesetzt, dieser dissoziert in Produkt und Enzym. E wird nicht verbraucht und steht wieder zur Verfügung
Was sind Chemorezeptoren?
Beispiele?
Membrangebundene Eiweißmoleküle mit einer Bindungsstelle für andere biologisch aktive Verbindungen (Hormone, Enzyme, Antikörper, etc.) Neben Hormonrezeptoren gibt es Geschmacks- und Geruchsrezeptoren (Zunge, Nase) und Lichtrezeptoren
Dopaminrezeptor
Was ist Potentiometrie und wann wird diese Methode in der Biosensorik eingesetzt?
Zusammenhang zwischen Spannung und Ionenaktivität. Als Ionenselektive (Glas)Elektrode--> Transducer.
Welche Transducer kennen Sie die Potentiometrisch funktionieren?
Ionenselektive Glaselektrode,
Ionensensitiver Feldeffektransistor
Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsprinzip eines kapazitiven Feldeffekt basierten Sensors (EIS).
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