Dünya üzerindeki bütün canlılar çevrelerindeki değişime karşı tepki verirler. Örneğin; köpek balıklarının kendilerinden kilometrelerce uzaklığında olmasına rağmen kan kokusunu algılaması, bakterilerin kendilerine uygun olmayan ortam şartlarında endospor oluşturması çevrelerine verdikleri tepkileri göstermektedir.
Biyosensörler
Biyosensörlerin temelini de canlıların etraflarında olan olayları algılaması ve tepki vermesi oluşturmuş, bunun üzerinden çalışmalar yapılarak geliştirilmiştir. Biyosensörler; insan vücudunda meydana gelen değişikliklere ve bazı hastalıklara karşı, gıda güvenliğinin ve kalitesinin sağlanmasına karşı kullanılan bir metottur. International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) tarafından, ‘kimyasal bir bileşiğe karşı verilen biyolojik yanıtı optik, termal ya da elektriksel sinyallere dönüştüren cihazlar’ olarak tanımlamaktadır.
Biyosensörler mekanizma olarak düşünüldüğünde iki kısımdan oluşmaktadır. Bu kısımlardan birincisi tespit edilen hedef molekül ile tepkimeye girerek o molekülün tanınmasını sağlayan biyobileşen diye adlandırılan bölümdür. Biyobileşenler analiz edilecek olan maddeye karşı duyarlıdırlar, en önemli özellikleri kullanılan molekülü hem duyarlı olması hem de çok kısa bir sürede tepki vermesidir. Bu nedenle biyobileşen olarak genellikle enzim ve antikor yapısında proteinler kullanılmaktadır. Diğer kısım ise hedef molekülü tanıyan biyobileşenin molekül ile tepkimeye girdiği andaki fiziksel ve kimyasal sinyalleri ölçülebilir sayısal değere çeviren dönüştürücüler oluşturmaktadır. Kısacası biyosensörler, tespit edilecek olan bileşeni algılayarak sinyaller yayan özel bir biyolojik ajandan ve o sinyalleri anlayacağımız ölçülere çeviren bir dönüştürücüden oluşmaktadır.
Biyosensörlerin tarihine bakacak olursak ilk biyosensör 1962 yılında geliştirilen ve kanda bulunan oksijen miktarını belirlemeyi amaçlayan bir cihaz olarak yapılmıştır. Daha sonra yapılan çalışmalarla geliştirilen sistem sonucunda, glukoz oksidaz enzimi kullanılarak kandaki şeker miktarının da saptanması başarılmıştır.
Biyosensörlerin Kullanım Alanları
Biyosensörlerin gıda sektörü, çevresel korunum, sağlık ve biyolojik savaşa karşı savunma gibi birçok alanda kullanımı bulunmaktadır. Gıda alanında; tarladan sofraya kadar olan gıda güvenliğinin sağlanmasında biyosensörlerin rolü dikkat çekmektedir. Pestisit, veteriner ilaç kalıntıları gibi kimyasal bulaşanlar, mikrobiyolojik bulaşanlar, allerjenler, gıda bileşeni analizi, proses kalite ve kontrolü gibi birçok konuda gıda güvenliğinin sağlanması açısından kullanıma sahip bir yöntemdir.
Biyosensörler sudaki ve havadaki zehirli maddelerin algılanmasında kullanılan bir yöntemdir. İnsan ve diğer canlıların sağlıklarını etkileyen bu maddelerin çok düşük konsantrasyonlarda bile tespit edebilmektedir.
Sağlık alanında ise biyosensörler; kandaki şeker, üre gibi moleküllerin miktarının ölçülmesinde ve ilaç düzeylerinin belirlenmesinde kullanılmaktadır.
Biyosensörlerin kullanıldığı bir diğer alan ise kanserin erken teşhis edilmesidir. Bazı kanser çeşitlerinin kanda bulunan bileşenlerin konsantrasyonun da değişikliklere sebebiyet vermesiyle biyosensörler kanser tespiti yapmaktadır. Örneğin; prostat kanseri olan bireylerin kanında prostat spesifik antijen (PSA) denilen molekül salgılanmakta ve bu maddenin kandaki artışı görülmektedir. Biyosensörler bu maddeyi önceden algılayıp tespit edebilmektedir.
Biyosensör Üretimi
Evrende olan kusursuz işleyiş ile bilimin birleşmesi sonucu ortaya çıkan biyosensörlerin gelişimi gün geçtikçe artmaktadır. Biyosensörlerin birçok alanda kullanılması ve birçok probleme çözüm niteliği şeklinde olması gelişimini daha da arttıracağını üzerinde yapılan çalışmalarla daha da önemli bir hale geleceği görülmektedir. Ülkemizde de biyosensör üretimi daha fazla yapılmalı ve devlet tarafından çalışmalara daha fazla destek verilmesi gerekmektedir.
