Biosensors for the control of environmental parameters
| dc.contributor.advisor | Σιοντόρου, Χριστίνα | |
| dc.contributor.author | Μέρμηγκα, Όλγα | |
| dc.date.accessioned | 2013-06-26T09:57:36Z | |
| dc.date.available | 2013-06-26T09:57:36Z | |
| dc.date.issued | 2013-06-26T09:57:36Z | |
| dc.identifier.uri | https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5523 | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα εργασία αναφέρεται στο σχεδιασμό και την ανάπτυξη βιοαισθητήρων διστρωματικών λιπιδικών μεμβρανών υποστηριζόμενων σε ακροφύσια ηλεκτροδίων (metal supported bilayer lipid membranes — s-BLMs), για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό ουσιών περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος. Για το σχεδιασμό του βιοαισθητήρα χρησιμοποιείται έμπειρο σύστημα προκειμένου να προσδιορισθούν οι περιορισμοί, ανάγκες και παράμετροι του περιβάλλοντος λειτουργίας και, εν συνεχεία, κατασκευάζεται σε εργαστηριακή κλίμακα και αξιολογείται. Παρουσιάζονται δύο παραδείγματα: (i) ανίχνευση πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (polycyclic aromatic hydrocarbons — PAHs) σε εκβολές ποταμών και (ii) ανάλυση που βασίζεται στην ανίχνευση υπεροξειδίου. Ο σχεδιασμός βιοαισθητήρα για την παρακολούθηση των PAHs παρουσιάζει τη λειτουργικότητα του μεθοδολογικού πλαισίου και του έμπειρου συστήματος, ενώ ο βιοαισθητήρας υπεροξειδίου ακολουθεί τα πρωτόκολλα αναλυτικής ανάπτυξης (κατασκευή, φυσικοχημικός χαρακτηρισμός, αξιολόγηση). Ο αισθητήρας υπεροξειδίου κατασκευάσθηκε με λιπιδικές μεβράνες φωσφατιδυλοχολίνης αυγού (egg phosphatidylcholine — egg PC) στις οποίες ακινητοποιήθηκε/ενσωματώθηκε υπεροξειδάση αγριοραπανίδας (horseradish peroxidase — HRP). Αξιολογήθηκαν δύο τεχνικές ακινητοποίησης: (α) φυσική προσρόφηση σε σχηματισμένη λιπιδική μεμβράνη και (β) προσθήκη του ενζύμου στο διάλυμα λιπιδίων πριν την έναρξη της διαδικασίας σχηματισμού της μεμβράνης. Ο βιοαισθητήρας αξιολογήθηκε σε εμπορικά σκευάσματα υπεροξειδίου. Τα αποτελέσματα δεικνύουν ότι ο μικρο- αισθητήρας λιπιδικών μεμβρανών που κατασκευάσθηκε παρέχει μικρούς χρόνους απόκρισης (της τάξεως των s), ικανοποιητική ευαισθησία και μικρό όριο ανίχνευσης, χωρίς να απαιτείται η συμπύκνωση του δείγματος (παρ' ότι πιθανόν να απαιτείται προκατεργασία του δείγματος προκειμένου να απομακρυνθούν άλλες παρεμποδίζουσες ουσίες που περιέχονται στο δείγμα). Όπως προκύπτει, το σύστημα ηλεκτροχημικής ανίχνευσης με μεμβρανικούς βιοαισθητήρες είναι κατάλληλο για την παρακολούθηση περιβαλλοντικών ρυπαντών, η εφαρμοσιμότητά του, όμως, απαιτεί περαιτέρω μελέτη ως προς την ευρωστία, το χρόνο ζωής, τη δυνατότητα παραγωγής και άλλες παραμέτρους, οι οποίες ορίζουν την εμπορευματοποίηση της συσκευής. | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el | |
| dc.subject | Biosensors | |
| dc.subject | Chemistry, Analytic | |
| dc.title | Biosensors for the control of environmental parameters | |
| dc.type | Master Thesis | |
| europeana.isShownAt | https://dione.lib.unipi.gr/xmlui/handle/unipi/5523 | |
| dc.identifier.call | 543 ΜΕΡ | |
| dc.description.abstractEN | This work presents the design/development of biosensors based on metal supported bilayer lipid membranes (s-BLMs), intended for the qualitative and quantitative detection of substances of environmental interest. Biosensor design proceeds through a knowledge-based approach that takes into consideration environmental constraints, needs, and parameters, followed by analytical development and validation. Two case examples are presented: (i) polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) monitoring in estuarine areas, and (ii) hyperoxide-based detection. The former is used to illustrate the functionality of the knowledge-based design, whereas the latter follows analytical development protocols (construction, physicochemical characterization, performance evaluation). The hyperoxide sensor was built on egg phosphatidylcholine (egg PC) membranes incorporated with horseradish peroxidase, whereas two immobilization techniques have been tested: physisorption of the enzyme at the pre-formed bilayer and addition of the enzyme into the lipid forming mixture prior to BLM self- assembly. The sensor has been validated using commercial hyperoxide formulations. The results indicate that hyperoxide can be rapidly screened using the present metal- supported BLM-based minisensor. The approach provides response times of seconds and detection sensitivity and limits for hyperoxide that are suitable for direct analysis of industrial or environmental samples without preconcentration (although sample preparation to eliminate other adsorbents to BLMs may be necessary). While the work presented here represents an attractive configuration and application of electrochemistry of BLM-based sensors, the practical use of such a sensor for real world applications needs to be further researched for robustness, lifetime, manufacturability, and other performance requirements that will further allow commercialization of the present device. | |
| dc.corporate.name | Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών |
Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο
Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές
-
Τμήμα Βιομηχανικής Διοίκησης και Τεχνολογίας
Department of Industrial Management and Technology
Εκτός από όπου διευκρινίζεται διαφορετικά, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές