المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تخزين البطاطس
2024-11-28
العيوب الفسيولوجية التي تصيب البطاطس
2024-11-28
العوامل الجوية المناسبة لزراعة البطاطس
2024-11-28
السيادة القمية Apical Dominance في البطاطس
2024-11-28
مناخ المرتفعات Height Climate
2024-11-28
التربة المناسبة لزراعة البطاطس Solanum tuberosum
2024-11-28

قسطنطين العاشر «دوكه» (1059–1067)
2023-11-04
معنى كلمة بيت
1-2-2016
attribute (n.)
2023-06-06
حقوق الموظف العام
26-9-2021
شعرلابن مهران
2023-02-08
اسما الزمان المكان
18-02-2015

Evanescent Wave Biosensors  
  
1557   10:24 صباحاً   date: 21-1-2021
Author : John M Walker and Ralph Rapley
Book or Source : Molecular Biology and Biotechnology 5th Edition
Page and Part :

Evanescent Wave Biosensors


A light beam will be totally reflected when it strikes an interface between two transparent media, from the side with the higher refractive index, at angles of incidence (θ) greater than the critical angle (Figure 1.a).
This is the principle that allows transparent fibres to be used as optical waveguides. At the point of reflection an electromagnetic field is induced which penetrates into the medium with the lower refractive index, usually air or water. This field is called the evanescent wave and it rapidly decays exponentially with the penetration distance and generally has effectively disappeared within a few hundred nanometres. The exact depth of penetration depends on the refractive indices and the wavelength of the light and can be controlled by the angle of incidence. The evanescent wave may interact with the medium and the resultant electromagnetic field may be coupled back into the higher refractive index medium (usually glass) by essentially the reverse process. This gives rise to changes in the light emitted down the waveguide. Thus, it can be used to detect changes occurring in the liquid medium. The necessary surface interactions impose a limitation on the sensitivity of such devices at about 10 pgmm-2 and the requirement to limit non-specific absorption.

Figure . Production of (a) an evanescent wave and (b) surface plasmon resonance. At acute enough angles of incidence the light is totally internally reflected at the glass surface. In (a) an evanescent wave extends from this surface into the air or water medium. This process is amplified in (b) by the presence of the thin metal film.

Various effects, dependent on the biological sensing processes, can be determined, including changes in absorption, optical activity, fluorescence and luminescence. Because of the small degree of penetration, this system is particularly sensitive to biological processes in the immediate vicinity of the surface and independent of any bulk processes or changes.
Due to the small pathlength through the solution, it can even be used for the continuous monitoring of apparently opaque solutions. This biosensor configuration is particularly suitable for immunoassays as there is no need to separate bulk components since the wave only penetrates as far as the antibody–antigen complex. Surface-bound fluorophores may be excited by the evanescent wave and the excited light output detected after it is coupled back into the fibre (Figure 2.).

Figure 2. The principle behind evanescent wave immunosensor. The light output is reduced by absorption within the evanescent wave.

Sensors can be fabricated which measure oxidase substrates using the principle of quenching of fluorescence by molecular oxygen as described earlier. Another advantage of only sensing a surface reaction less than 1 mm thick is that the volume of analyte needed may be very small indeed, that is, less than 1 nl using suitable fluid transfer microfluidics.
Protein A, an important immunoglobulin-binding protein from Staphylococcus aureus, has been determined by this method using a plastic optical fibre coated with its antibody. Detection was by the fluorescence of a fluorescein-bound anti-protein A immunoglobulin which was subsequently bound, sandwiching the protein A.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.