Предлагаемую вниманию читателя книгу можно рассматривать как углубленное введение в специфическую область биосенсоров, возникшую в начале 60-х годов на стыке биологии и аналитической химии. Биосенсорами называются устройства, в которых чувствительный биологический элемент тесно связан с преобразователем его реакции на специфическое внешнее воздействие (химическое или физическое) в удобный для регистрации и обработки сигнал. Отправной точкой в развитии биосенсоров стал 1962 г., когда американскому ученому Л. Кларку, работавшему в клинической лаборатории, пришла счастливая мысль объединить высокоспецифическую ферментную систему и чувствительный электрохимический датчик в единый прибор, названный им ферментным электродом. В настоящее время биосенсорная техника развивается исключительно быстро и стремительно внедряется в практику.
Данная книга является коллективной монографией, написанной ведущими специалистами в области биосенсоров и в смежных областях. Она включает 37 глав, разделенных условно на 7 частей, и охватывает практически все проблемы, возникающие при разработке, изготовлении и эксплуатации биосенсоров.
В первой части (8 • глав) обсуждаются биологические компоненты и принципы построения на их основе различных биосенсорных систем. Наряду с классическим ферментным электродом описаны также сенсоры на основе органелл, целых микроорганизмов, растительных и животных тканей. Значительный интерес представляют главы, посвященные способам иммобилизации биокомпонентов в сенсорах и перспективным исследованиям, нацеленным на улучшение свойств биокомпонентов (прежде всего ферментов) методами генной и белковой инженерии.
Во второй, самой большой, части книги (19 глав) детально рассматриваются электрохимические биосенсоры. Первые две главы отведены потенциометрическим сенсорам на основе ионоселективных и редокс-электродов. Следующие 13 глав посвящены наиболее разработанным амперометрическим биосенсорам-принципам их действия, теории, методам исследования, конструированию, практической реализации и применению. Детально описаны различные глюкозные сенсоры, работающие как in vitro, так и in vivo.
Особый интерес представляют главы 24-27, в которых рассмотрены биосенсоры на основе пленок Лэнгмюра - Блоджетт на полупроводниковых подложках. Это направление только начинает развиваться, однако полученные здесь результаты позволяют надеяться, что с помощью «биотипов» будут созданы сверхминиатюрные многоцелевые сенсоры, напрямую сочетающиеся с молекулярно-электронными преобразователями информации.
Несколько выпадающая из второй части глава, посвященная принципам диэлектрической спектроскопии, тем не менее дает представление о возможности применения этого метода в биосенсорной технике.
Три последующие части книги (7 глав) посвящены биосенсорам с механо-акустичес-кими, калориметрическими и оптическими преобразователями. Последним уделено больше внимания, поскольку во многих случаях они успешно конкурируют с аналогичными электрохимическими приборами.
В заключительных частях, включающих всего три главы, обсуждаются стыковка биосенсоров с вычислительной техникой (что необходимо для оперативной переработки информации), применение биосенсоров в медицине и их маркетинг. Последнее представляется особенно ценным, так как проблемы рынка наукоемкой продукции у нас обсуждаются редко.
