الرقائق الحيوية مقابل المستشعرات الحيوية: الفرق والمقارنة

مع التطور في عالم العلوم الطبية جنبًا إلى جنب مع التقدم التكنولوجي ، ساعدت الاكتشافات الأكبر بشكل كبير على النمو في كلا المجالين. كانت أبرز الاكتشافات المفيدة هي تلك التي تخص الرقائق الحيوية وأجهزة الاستشعار الحيوية.

هذه المقالة مخصصة لشرح متعمق لنفس الاختلافات الطبقية بين الاثنين.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. الرقائق الحيوية عبارة عن أجهزة مصغرة تحلل العينات البيولوجية ، بينما تكتشف أجهزة الاستشعار الحيوية جزيئات بيولوجية معينة.
2. يمكن للرقائق الحيوية إجراء عدة اختبارات متزامنة، بينما تركز أجهزة الاستشعار الحيوية على هدف واحد.
3. تُستخدم المستشعرات الحيوية في تطبيقات مختلفة ، بما في ذلك المراقبة البيئية والتشخيصات الطبية ، بينما تستخدم الرقائق الحيوية بشكل أساسي في أبحاث الجينوميات والبروتيوميات.

الرقائق الحيوية مقابل أجهزة الاستشعار الحيوية 

الرقائق الحيوية تتكون أساسًا من ثلاثة أنواع وهي رقائق الحمض النووي ورقائق البروتين ومختبر الرقائق. تتكون المستشعرات الحيوية أساسًا من ستة أنواع هي الكهروكيميائية ، والقياسية الحرارية ، والبصرية ، والخلايا الكاملة ، والمناعة ، والكهربائية الانضغاطية. تتكون الرقائق الحيوية من مجموعة من أجهزة الاستشعار الحيوية الفردية ولكن ليست كل أجهزة الاستشعار الحيوية عبارة عن رقائق بيولوجية.

تم تصميم الرقائق الحيوية في مختبرات لـ مضيف التفاعلات البيوكيميائية المختلفة في الجسم وأيضاً مراقبة تأثيرها. تعالج الرقائق الحيوية التغيرات في خلية واحدة يمكن استخدامها للفحص الرقمي أو العلاج الطبي.

يمكن بسهولة مراقبة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للخلايا والجزيئات البيولوجية في الجسم من خلال الرقائق الحيوية.

من ناحية أخرى ، فإن المستشعرات البيولوجية هي أجهزة تحليلية تكتشف المواد الكيميائية الأخرى. يمكن استخدامها لتتبع جودة المواد جنبًا إلى جنب مع تتبع ما إذا كان هناك أي تلوث.

تستقبل المستشعرات الحيوية إشارة إدخال وتنتهي من إشارة خرج.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	رقائق بيولوجية	أجهزة الاستشعار
تعريف	جهاز مصمم تقنيًا ينفذ عدة تفاعلات كيميائية حيوية متزامنة.	جهاز كشف تحليلي يجمع بين مكون كيميائي وبيولوجي.
الأنواع	الرقائق الحيوية تتكون أساسًا من ثلاثة أنواع - شريحة الحمض النووي ، رقاقة البروتين ، معمل الرقائق.	تتكون المستشعرات الحيوية بشكل أساسي من ستة أنواع - كهروكيميائية ، قياس حراري ، بصري ، خلية كاملة ، مناعية وكهربائية انضغاطية.
التطبيقات	تستخدم للكشف عن مستويات الجلوكوز وضغط الدم ، وتستخدم لمراقبة الحيوانات الأليفة في حدائق الحيوان وصياغة سجل طبي موثوق.	تستخدم في الصناعات الغذائية لقياس مستويات الأحماض والكحول والبحوث السريرية والجمعيات الزراعية للتحقق من النقاء.
علم التشريح	نظرًا لأن الرقائق الحيوية هي جهاز إلكتروني صغير ، فهي تحتوي على ملايين العناصر الحسية.	تتكون المستشعرات الحيوية بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء - مستشعر بيولوجي ومحول طاقة وكاشف.
الية عمل سفينة نوح	يعمل على تحديد التغيرات البيولوجية وترسيم الحدود ثم تغييرها إلى شكل LCD.	يعمل مع الاختلاط مع التحليلات البيولوجية ثم يتم تحويل هذه الإشارة إلى شكل يمكن قراءته.

ما هي الرقائق الحيوية؟ 

الرقائق الحيوية تقدم كبير في الصناعة الطبية. إنهم قادرون على معالجة الإرهاب البيولوجي والأمراض التي قد تكون كامنة ولا يمكن الكشف عنها سطحيًا.

الرقائق الحيوية قادرة على فحص عدد كبير من التفاعلات الكيميائية الحيوية على الشاشة ، بناءً على بيانات الاسترداد و المخطط يمكن وضع ورقة المريض معًا.

تستفيد الرقائق الحيوية من مصفوفة ميكروأري بيولوجية رقمية ثنائية الأبعاد. هذا هيكل يشبه الدرج يستخدم سطحًا مستويًا يمكن أن يكون نشطًا أو خاملًا.

تتكون الصينية النشطة من أجهزة ميكانيكية دقيقة متكاملة والتي من المفترض أن تكون قلب الجسم العامل بأكمله. الدرج النشط مسؤول عن النقل وهو عملية تحويل إشارة حيوية إلى إشارة كمبيوتر يمكن فك تشفيرها بسهولة.

هذا الإعداد الكامل للأقمشة الدقيقة يسمى تصنيع المصفوفات الدقيقة. تعتبر الرقائق الدقيقة مكلفة للغاية ليتم تصنيعها نظرًا لكيفية كون كل جهاز استشعار فريدًا وقادرًا على الاحتفاظ بخيط جديد من المعلومات.

تحتوي معظم المصفوفات الدقيقة على شبكة ديكارتي متكاملة من المستشعرات مفيدة للغاية في تعيين المعلومات وتنسيق وظيفة كل مستشعر.

ما هي أجهزة الاستشعار الحيوية؟ 

جهاز الاستشعار البيولوجي هو مكون تحليلي يستخدم كاشف فيزيوكيميائي للجمع بين مكون كيميائي وبيولوجي. تتفاعل المكونات الحساسة بيولوجيًا مثل الخلايا والإنزيمات والأجسام المضادة والحمض النووي مع التحليلات المهندسة قيد الدراسة.

تستخدم المستشعرات الحيوية الأجهزة المتصلة التي تُستخدم لتفسير البيانات البيولوجية بطريقة سهلة الاستخدام. تتكون المستشعرات الحيوية من مستقبلات تتواصل مع التحليلات وتنتج استنتاجًا يدرسه محول الطاقة بعد ذلك.

الميزة الأكثر تعقيدًا لجهاز الاستشعار البيولوجي هي انتقائيته. يعتمد هذا على قدرة المادة على التفاعل مع مستضد وجسم مضاد. عادة ، تعمل الأجسام المضادة كمستقبلات.

تتم عملية التعرف البيولوجي بين المستقبلات الحيوية ومحول الطاقة ، وتحدث الإشارة بين محول الطاقة والإلكترونيات ، وتحدث عملية عرض المعلومات بين الإلكترونيات وواجهة العرض.

الاختلافات الرئيسية بين الرقائق الحيوية والمستشعرات الحيوية

1. تركز أجهزة الاستشعار البيولوجي على المستقبلات البيولوجية التي تعطي المعلومات المقابلة لتحليلاتها. تشمل التحليلات الحمض النووي والإنزيمات وبروتين الكائنات الحية. من ناحية أخرى ، تستفيد الرقائق الحيوية من الموائع الدقيقة الرقمية المهمة في المجالات الطبية الحيوية.
2. التحدي الأكبر في صنع جهاز استشعار حيوي هو التعرف الفعال على نسبة إشارة إلى ضوضاء منخفضة تجعل من السهل تحويلها إلى إشارات أخرى. بالنسبة للرقاقة الحيوية ، من الضروري أن يتم دمج مجموعة الموائع الدقيقة في مجموعة من الخلايا التي يمكن أن تعمل كوحدات وظيفية.
3. بدأ تطوير الرقائق الحيوية باسم تكنولوجيا الاستشعار الأساسية. كانت الخطوة الأولى هي تصنيع أول قطب هيدروجيني زجاجي بواسطة Hughes في عام 1922. بدأ تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية عندما اخترع Leland C. Clark أول جهاز استشعار حيوي في عام 1956 لاكتشاف الأكسجين.
4. من خلال الرقائق الدقيقة ، يمكن تقييم صحة المريض ، ويمكن رسم البيانات الطبية وتحليلها. يمكن الحصول على التشخيص والعلاج بمساعدة علاج التقدم والمراقبة. من خلال أجهزة الاستشعار الحيوية ، يمكن هندسة العناصر النشطة بيولوجيًا والحساسة في نظام بيئي تقني.
5. في العمل خط سير الرقاقة الحيوية تتضمن التعريف والتشغيل ونقل الكود المحدد إلى المشغل وتحويل الكود إلى نموذج LCD. يتضمن مسار العمل لجهاز الاستشعار البيولوجي التكيف مع المستقبل وتغيير الإشارة إلى شكل يمكن قراءته بواسطة محول الطاقة.  

مراجع حسابات

1. https://link.springer.com/article/10.1007/s002160051549
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167779904001714

آخر تحديث: 27 يوليو 2023