کاربرد حسگرهای زیستی در شناسایی آلاینده‌های محیط‌زیستی ناشی از صنایع کشاورزی

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

مرضیه حسینی نژاد ¹ , سعید صمدی ²

1 - استادیار پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، وزارت علوم تحقیقات و فناوری.
2 - دکتری دانشوری پژوهشکده علوم و صنایع غذایی، وزارت علوم تحقیقات و فناوری *(مسئول مکاتبات) .

تاریخ دریافت : 1392/02/17 تاریخ پذیرش : 1392/07/03 تاریخ انتشار : 1392/10/01

کلید واژه: حسگر, بیوسنسور, آلاینده‌های محیطی, باکتری‌های پاتوژن, صنایع کشاورزی,

چکیده مقاله :

آلودگی آب‌ها و محیط زیست به عنوان یکی از مهم‌ترین چالش های موجود در بحث سلامت بشر محسوب می گردد. نظر به رهایش آلاینده های شیمیایی و میکروبی در مقیاس بالا بویژه آن دسته از ترکیبات آلاینده که از طریق کشاورزی به محیط‌زیست راه می یابند، وجود تجهیزات کارامد شناسایی برای بازداری از چالش های مربوط به بهداشت و سلامت انسان ضروری می نماید. حسگرهای زیستی گزینه های موثر و دقیقی برای کنترل مخاطرات بیولوزیکی بوده و به عنوان ابزارهای شناسایی دقیق، حساس و سریع در تشخیص کمی و کیفی آلاینده ها بشمار می روند. در این مقاله گسترش و کاربرد حسگرهای زیستی در شناسایی و تعیین میزان آلاینده های محیطی حاصل از صنایع کشاورزی مورد بررسی قرار می گیرد.

چکیده انگلیسی:

Water contamination and environmental pollution is considered as a main concern in global healthissues. Considering the large number of chemical and microbial contaminants released to theenvironment, in particular those from agricultural origin, effective tools of detection are required forprevention of challenges involved in health and safety. Biosensors offer rapid and effective detectionoptions to control biological hazards. These are recognized as beneficial devices in providing accurate,sensitive and rapid analytical results in quantitative and qualitative detection of pollutants. This paperis summarizes the advances in development and application of biosensors for environmental analysisand quantification of contaminants initiated from agricultural procedures

منابع و مأخذ:

1. Nawaz, S., 2003. Pesticides and herbicides. Residue determination. In: Caballero B, Trugo L, Finglas, P. (eds) Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (2nd ed). Academic Press, 4487-4493.


2. Rustagi, S. and Kumar, P., 2013. Biosensor and it’s Application in Food Industry. Advanced Bioresearch, 4 (2): 168- 170.


3. Zohora, S. E., Khan, A. M., Srivastava, A. K., Hundewale, N., 2013. Electronic Noses Application to Food Analysis Using Metal Oxide Sensors: A Review. International Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE) 3 (5): 1-7.


4. Thévenot, D. R., Toth, K., Durst, R. A., Wilson, G. S., 2001. Electrochemical biosensors: recommended definitions and classification. Biosensors and Bioelectronics, 16(1), 121-131.


5. Darsanaki, R. K., Azizzadeh, A., Nourbakhsh, M., Raeisi, G., Aliabadi, M. A., 2013. Biosensors: Functions and Applications. Journal of Biology, 2(1), 53-61.


6. Serna-Cock, L., and Perenguez-Verdugo, J. G., 2011. Biosensors Applications in Agri-food Industry. Environmental Biosensors. Prof. Vernon Somerset (Ed.), ISBN: 978-953-307-486-3, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/environmental-biosensors/biosensors-applications-in-agri-food-industry.


7. Mostafa, G. A., 2010. Electrochemical Biosensors for the detection of pesticides. The Open Electrochemistry Journal. (2): 22-42.


8. Serna, L., Zetty A., Ayala, A., 2009. Use of enzymatic biosensors as quality indices: a synopsis of present and future trends in the food industry. Chilean Journal of Agricultural Research, Vol. 69, No. 2, pp. 270-280.


9. Patel, P., 2002. (Bio)sensors for measurement of analytes implicated in food safety: a  review. Trends in Analytical Chemistry, 21(2): 96-115.


10. Zhang, Y., Muench, S., Schulze, H., Perz, R., Yang, B., Schmid, R., Bachmann, T., 2005. Disposable biosensor test for organophosphate and carbamate insecticides in milk. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53 (13): 5110–5115.


11. Pavlov, V., Xiao, Y., Willner, I., 2005. Inhibition of the acetylcholine esterase-stimulated growth of au nanoparticles: nanotechnology-based sensing of nerve gases. Nano Letters. 5 (4): 649–653.


12. Tsai, H., Doong, R., Chiang, H., Chen, K., 2003. Sol-gel derived urease- based optical biosensor for the rapid determination of heavy metals. Analytica Chimica Acta, 481 (1): 75-84.


13. Chouteau, C., Dzyadevych, S., Durrieu, C., Chovelon, J., 2005. A bi-enzymatic whole cell conductometric biosensor for heavy metal ions and pesticides detection in water samples. Biosensors and Bioelectronics, 21 (2): 273–281.


14. Otles S. and Yalcin B., 2010. Nano-Biosensors As New Tool For Detection Of Food Quality And Safety. LogForum 6 (4): 1-4.


15. Guntupalli, R., Hu, J., Lakshmanan, R., Huang, T., Barbaree, J., Chin, B., 2007. A magnetoelastic resonance biosensor immobilized with polyclonal antibody for the detection of Salmonella typhimurium. Biosensors and Bioelectronics, 22 (7): 1474-1479.


16. Lin, H., Lu, Q., Ge, S., Cai, Q., Grimes, C., 2010. Detection of pathogen Escherichia coli O157:H7 with a wireless magnetoelastic-sensing device amplified by using chitosan-modified magnetic Fe3O4 nanoparticles. Sensors and Actuators B: Chemical, 147 (1): 343–349.


17. Waswa, J., Irudayaraj, J., DebRoy, C., 2007. Direct detection of E. Coli O157:H7 in selected food systems by a surface plasmon resonance biosensor. Food Science and Technology, 40 (2): 187–192.


18. WHO 2005. Factsheet No 125: Enterohaemorrahic Escherichia coli (EHEC). World Health Organization, Available from http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs125/en/


19. Tims, T., Lim, D., 2003. Confirmation of viable E. coli O157:H7 by enrichment and PCR after rapid biosensor detection. Journal of Microbiological Methods, 55 (1): 141– 147.


20. Tang, H., Zhang, W., Geng, P., Wang, Q., Jin, L., Wu, Z., Lou, M. 2006. A new amperometric method for rapid detection of Escherichia coli density using a selfassembled monolayer-based bienzyme biosensor. Analytica Chimica Acta, 562 (2): 190–196.