Logo referatele carte







Perspective de cercetare in domeniul bioelectronicii





Perspective de cercetare in domeniul bioelectronicii

O directie vizeaza continuarea combinatiei de succes dintre biotehnologie si microelectronica. Se urmareste integrarea pe acelasi cip a biosenzorului si a sistemului digital de prelucrare a semnalului. Scopul ar fi obtinerea unor actuatoare integr ate complet si controlate de nivelul analitului in sange. S-ar putea realiza actuatoare, care sa furnizeze automat anumite medicamente in sange, sau micropompe de  declansare a dializei, [2].

O alta directie de cercetare se bazeaza pe observatia facuta de Scheller [2] in legatura cu procesarea de semnal facuta la nivel enzimatic. Exista doua tipuri distincte de enzime ce pot realiza suma matematica a semnalelor generate de doi senzori distincti [2]. De asemenea, s-a realizat diferenta si produsul de convolutie  a doua semnale cu ajutorul a doua enzime distincte. Daca acest lucru va fi facut in viitor la o scala mica de integrare si cu o viteza de raspuns superioara circuitelor digitale, vom asista in viitor la dezvoltarea biocalculatoarelor.

Modelarea raspunsurilor biosenzorilor prezentata aici este doar o provocare. Daca un biosenzor are un comportament neliniar, cu atat mai mult un organism viu are. Modelarea raspunsurilor in lumea biologica si in special in medicina este un teren neatins inca. Utilitatea lor ar fi imensa. Un exemplu: medicul analizeaza raspunsul unui electrocardiograf doar calitativ. Acest raspuns s-ar putea modela cu parametri ce ar indica elasticitatea vaselor de sange, timpi de comutatie, amplitudini - parametri ce ar putea duce la un diagnostic optimizat.

Aplicatii ale TCEN sunt interesante mai ales in analiza raspunsurilor lumii vii. Spre exemplu, dozarea medicamentelor ar putea fi facuta pe baza stabilirii concentratiei de prag. Organismul uman prezinta o anumita reactivitate biologica la un medicament. Daca se administreaza in concentratii prea mici, organismul nu 'simte' nimic. Peste o doza 'prag' reactivitatea incepe sa se faca simtita. In viitor s-ar putea dovedi o reactivitate chiar si sub prag. Partial s-a demonstrat acest lucru. Scazand concentratia medicamentului foarte mult, s-a ajuns la stabilirea unor dilutii foarte inalte (homeopatice), la care reactivitatea organismului creste din nou. Aceste concentratii, sau in celalalt caz, dilutii prag, ale unor medicamente, ar putea fi extrase cu TCEN.



Dezvoltari in directia electrofiziologiei. Proprietatile fundamentale ale neuronilor constau in generarea si conducerea impulsurilor electrice nervoase. Un stimul cu intensitatea sub prag nu se propaga. Asemanarea conductiei electrice intraneuronale cu dispozitivele MOS este frapanta. Intre doi neuroni conductia se face prin intermediul mediatorilor chimici si a neurotransmitatorilor (substante ca acetilcolina, dopamina etc). Iata de ce aceste substante sunt atat de intens cercetate cu ajutorul biosenzorilor. Dar nu numai neuronii, ci toate celulele au comportamente electrice: conductia prin canalele ionofore, incarcatura electrica a mediului micelar, electroforeza proteinelor sunt doar cateva exemple.

De asemenea, deosebit de interesanta ar fi modelarea in domeniul electronicii celulare si a transmiterii semnalelor biologice. Exista o transmisie la nivel intracelular (prin mesagerii secunzi spre receptorii nucleari), o transmisie intercelulara (prin circulatia sangvina a analitilor) si apoi o transmisie globala intre organe. Electrofiziologii au avansat mult in ultimele decenii, reusind prin observatii directe sa explice unele fenomene electrice ce apar in functionarea celulelor. Si instrumentele puse la dispozitie de nanotehnologii i-au ajutat. Insa ceea ce lipseste in acest domeniu este modelarea. O stapanire cantitativa a fenomenului la nivel celular si apoi globala, ar fi cheia unei medicini moderne. Este de asteptat ca aceasta modelare sa fie extrem de dificila, intrucat organismul are diverse metode de adaptare printr-un numar extrem de mare de feed-back-uri. De aceea ele trebuie sa debuteze treptat: mai intai la nivel celular si in cele din urma la nivelul ansamblului organismului viu.

Parerea personala a autorului acestei carti este ca in viitor vom asista la o convergenta a stiintelor intr-un mod surprinzator. Daca in trecut, materia acestei lumi a fost studiata din unghiul chimistului, al fizicianului, al biologului, al  electronistului, astazi asistam la o superspecializare pe domenii extrem de inguste: electronisti specializati doar pe tranzistoare SET, sau doar pe nanotuburi de carbon, ori biologi care studiaza doar un anumit organit celular. Ironia soartei este ca electronistul care aprofundeaza mult nanotuburile le redescopera printre proteinele din canalele ionofore celulare, iar biologii sunt fortati sa dea explicatii despre fenomene electrice celulare. Probabil ca doar conlucrarea acestor cercetatori va asigura succesul in viitor.









Copyright © Contact | Trimite referat



Ultimele referate adaugate
Mihai Beniuc
   - Mihai beniuc - „poezii"
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - Mihai eminescu - student la berlin
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Mircea Eliade - Mioara Nazdravana (mioriţa)
Vasile Alecsandri Vasile Alecsandri
   - Chirita in provintie de Vasile Alecsandri -expunerea subiectului
Emil Girlenu Emil Girlenu
   - Dragoste de viata de Jack London
Ion Luca Caragiale Ion Luca Caragiale
   - Triumful talentului… (reproducere) de Ion Luca Caragiale
Mircea Eliade Mircea Eliade
   - Fantasticul in proza lui Mircea Eliade - La tiganci
Mihai Eminescu Mihai Eminescu
   - „Personalitate creatoare” si „figura a spiritului creator” eminescian
George Calinescu George Calinescu
   - Enigma Otiliei de George Calinescu - geneza, subiectul si tema romanului
Liviu Rebreanu Liviu Rebreanu
   - Arta literara in romanul Ion, - Liviu Rebreanu