تحقیق درمورد بیوسنسورها 32 ص

اختصاصی از کوشا فایل تحقیق درمورد بیوسنسورها 32 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 32

بسم الله الرحمن الرحیم

مقدمه :

توسعه تجارت جهانی مواد غذایی به چندین بیلیون دلار از نتایج صنعتی شدن می باشد . صنایع غذایی مواد غذایی سالم و بی خطر را برای مصرف کنندگان فراهم نموده است . صنایع غذایی در حال حاضر شامل فرآیندهایی همچون فرآوری ،حمل و نقل و نگهداری شده که اغلب این فرآیندها قبل از رسیدن ماده غذایی به دست مصرف کننده بر روی مواد غذایی که فساد پذیری بالایی دارند صورت گرفته است . (12)

از آنجا که مصرف کنندگان نیز اهمیت قابل توجهی برای کیفیت محصولات غذایی که می خرند ، قائل هستند لذا این مسئله دست اندرکاران صنایع غذایی را وادار کرده تا بر کنترل محصولات غذایی تأکید بیشتری داشته باشند . (11 )

بنابراین تجزیه مواد غذایی برای اطمینان یافتن از سلامت و بی خطر ماندن مواد غذایی تا زمان رسیدن به دست مصرف کننده و همچنین افزایش زمان نگهداری مواد فساد پذیر و بهبود کیفیت آنها ضروری است . (12 )

در صنایع کشاورزی و غذایی کیفیت محصول در حال حاضر توسط تجزیه های شیمیایی و آزمون های میکروبی بصورت دوره ای و مستقیم سنجیده شده که این روش ها غالباً هزینه بر بوده ، با توجه به اینکه در اکثر موارد نیاز به مرحله آماده سازی یا استخراج نمونه داریم ، آزمون زمان بر بوده و از طرفی نیز برای انجام این آزمونها به تکنیسینهای ماهر نیاز داریم . (11)

لذا یافتن روشی مناسب ، سریع و مؤثر که توسط آن بتوان تجزیه های شیمیایی مواد غذایی را انجام داده و حضور ترکیبات آلرژیک و پاتوژن را آشکار ساخت یکی از بزرگترین چالشهایی است که در صنایع فرآوری مواد غذایی با آن روبرو هستیم . (11)

اختراعات اخیر در زمینه الکترونیک و تکنولوژی کامپیوتر افقهای جدیدی را برای رسیدن به بالاترین حدّ دقت در کنترل مواد اولیه ، محصولات ، فرآیندها ، عملکرد ماشینها در صنایع غذایی و برطرف کردن چالش فوق باز کرده است . (11)

از جمله این اختراعات بیوسنسورها هستند ، که حاصل تحقیقات پیشرفته بین چند رشته مختلف همچون شیمی تجزیه ، بیولوژی و میکروالکترونیک می باشد .

بیوسنسورها زمان و هزینه آزمایشات را کاهش داده و از طرفی اطمینان از سلامت محصول را افزایش داده اند . بیوسنسورها همچنین برای شناسایی یا اندازه گیری آنالیت ها در سیستمهای مداوم نیز کارایی یافته اند . اینها در واقع ایجاد کننده روشی سریع ، غیر مخرب و داده دهنده برای کنترل کیفی یک محصول می باشند . با توجه به این مسائل بیوسنسورها قابلیت خلق یک انقلاب تجزیه ای را برای حل مشکلات تجزیه ای موجود در صنایع غذایی دارند . (11)

و به همین جهت است که در حال حاضر تخمین زده می شود ، بیوسنسورها رشد و توسعه سالانه ای حدود 60% داشته باشند . (3)

در هر حال امروزه بیوسنسورها کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف پیدا کرده اند ، که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

اندازه گیری و تشخیص ویتامین B1 ، اکسیدهای نیتروژن ، متان ، دی اکسید کربن ، موتاژنها ، BOD اسیدهای آمینه ، سموم میکروبی ، تعیین اسیدهای چرب کره و ... (2)

a : بیوسنسور چیست ؟

بیوسنسورها سیستمهای شناسایی بیولوژیکی هستند که از ترکیب عناصر حساس بیولوژیکی با ترانسدیوسرهای ( مبدلهای ) مناسب تشکیل شده اند و قادرند غلظت مواد مورد تجزیه با فعالیتهای بیولوژیکی را به سیگنالهای الکترونی و دیجیتالی تبدیل کنند . (2) (شکل 1 )

شکل (1) طرحی شماتیک از اجزای اصلی بیوسنسور . a . بیوکاتالیست ، که سوبسترا را به محصول تبدیل می کند . b . مبدل (Transducer ) ، که عمل تبدیل واکنش های شناسایی شده را به سیگنالهای الکتریکی برعهده دارد . c . تقویت کننده (amplifier ) که سیگنال خروجی از مبدل را تقویت می کند . d . فرآیند کننده سیگنال (processor ) e . نمایشگر (displayer ) .

در واقع بیوسنسور به عنوان ابزار تجزیه گر فشرده ای تعریف می شود که در آن یک ماده بیولوژیکی حساس یا مشتق شده بصورت بیولوژیکی (Bioreceptor ) با اتصالی فیزیکی شیمیایی در تماس نزدیک با مبدل (Transducer ) قرار گرفته است . (11)

اساس کار در این وسیله با ایجاد اتصالی مخصوص بین آنالیت مورد نظر با عنصر شناساگر بیولوژیکی مکمل (بیوکاتالیست ) آن که بر روی یک تکیه گاه مناسب واسطه تثبیت شده همراه می باشد . نتیجه این عمل متقابل ویژه تغییر در یک یا بیشتر از خصوصیات فیزیکی شیمیایی محیط خواهد بود . (مثل تغییر pH ، انتقال الکترون ، تغییر جرم ، انتقال حرارت ، جذب یا آزادسازی گازها یا یونهای مخصوص ) که بوسیله مبدل شناسایی شده و به سیگنالی الکتریکی تبدیل شده و در نهایت به صورت عددی کمی نشان داده می شود . (11)

1.a ) بیوکاتالیست :

مواد بیولوژیکی مورد استفاده در تکنولوژی بیوسنسورها ، آنزیم ، آنتی بادی ها و اسیدهای نوکلئیک ، میکروارگانیسم ها ، بافت ها و سلولها می توانند باشند . (11)

این مواد بیولوژیکی موجب می شوند که بیوسنسور بصورت انتخابی یا اختصاصی عمل کند . این قسمت از بیوسنسور در شناسایی و اندازه گیری سریع مولکولها یا واکنشهای شیمیایی ویژه نیز دخالت دارد . این واکنشگرهای بیولوژیکی را به روش های مختلف می توان روی یک حامل جامد تثبیت کرد .

جذب فیزیکی جزء زیستی بر اساس نیروهای جاذب و اندر والس قدیمیترین و ساده ترین روش تثبیت است . یکی از معایب عمده این روش این است که نیروهای اتصالی جزء زیستی و حامل براحتی کنترل نمی شود . برای بهبود عملکرد بیوسنسور لازم است که واکنشگر بیولوژیکی را با اتصال کووالانسی به حامل جامد متصل کرد . (2)

دانلود پایانامه نانوسنسورها و بیوسنسورها رشته صنایع غذایی

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایانامه نانوسنسورها و بیوسنسورها رشته صنایع غذایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:210

فهرست

1-1 مقدمه

سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هر چه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکروالکترونیک به وجود آمده است ، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کنند. سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. در گذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع ،در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین 3 تا 5 سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزان تر از عناصر اندازه گیری کننده ای (سنسورهایی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی درازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره ی وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلاقی بین علم میکروالکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن بر طرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها بعنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.

کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور درسطح بین المللی آغاز شد. حاصل این فعالیت آن است که امروزه تجارت سنسور از بالاترین نرخ های رشد سالانه بهره مند می باشد. از انجایی که سنسورها وسیله ی اساسی برای به دست آوردن همه اطلاعات لازم در رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند، بنابراین آنها باب امکانات کاملاً جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات درصنعت، منزل، کارخانه ، کاربردهای طبی و سایر بخشها می گشایند. بعنوان مثال کارخانه های تماماً اتوماتیک و مجتمع آینده تنها می تواند به کمک سنسورها تحقق یابد اگر چه سنسورها به همراه علم میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم روبه جلو را عرضه می دارد لیکن این تنها اولین قدم است. در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود، بعنوان مثال به شکل پردازشگر ها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال با تقویت کننده ها ، برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند. در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی سازگار با باس می باشد. همچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.

دومین گام عبارت است از اتصال سنسور - سیستم میکروالکترونیک – مکانیکی می باشد. اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت یک پروسه با عبور از یک طبقه ی پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی شده و به پروسه بازخورانده می شود زنجیره سنسور- سیستم میکروالکترونیک- بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه ی خطوط رابط سازگار باشند این امر منجربه توصیف یک معیار مهمتر بویژه تا جایی که به سنسور مربوط است می شود علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور بعنوان یکی از عناصر کلیدی در فراینداتوماسیون ، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است این امر دارای چند دلیل زیر است:

1- سنسورهایی برای اندازه گیری بیش از 100 کمیت فیزیکی وجود دارد. اگر اندازه گیری کمیت های شیمیایی را نیز به حساب آوریم این رقم به چندین 100 فقره وارد می شود.

2- تقریباً 2000 نوع اصلی از نوع سنسورها را می توان طبقه بندی کرد. بین 000/60 و 000/100 سنسور برای اندازه گیری در حال حاضر پروسه ها از نظر تجاری در دنیای غرب وجود دارد.

3- بر طبق گزارش پایگاه داده های INSPEC هر ساله بیش از 000/10 نشریه در رابطه با سنسورها منتشر می شود.

4- تکنولوژی های سنسور جدید تخمیناً  بین 5 الی 15 سال طول می کشد و چنین فرایند بسیار هزینه بر می باشد.

بحث سنسور دارای مشخصه ی چندگانگی علمی بسیار زیادی است از سازنده سنسور گرفته تا استفاده کننده آن تخصص های خیلی زیادی می طلبد. این حقیقت مزایای خودش را دارد ؛ بعنوان مثال کاربرد ترکیبی یک یا چند اصل سنسور مجاز شمرده می شود، با این وجود معایبی نیز مشاهده می شود از قبیل میزان مقاومتی که در رابطه با معرفی ایده های جدید و ناشناخته وجود دارد.

1-2  تعری