Metody pro vyhodnocení experimentálních dat

Podobné dokumenty
BIOSENSORY. Ludmila Zajoncová

Mikrosenzory a mikroelektromechanické systémy

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

Název: Stanovení železa ve vzorcích krve pomocí diferenční pulzní voltametrie

Průtokové metody (Kontinuální měření v proudu kapaliny)

Analytické znaky laboratorní metody Interní kontrola kvality Externí kontrola kvality

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

OPTIMALIZACE METODY ANODICKÉ ROZPOUŠTĚCÍ VOLTAMETRIE PRO ANALÝZU BIOLOGICKÝCH VZORKŮ S OBSAHEM RTUTI

d p o r o v t e p l o m ě r, t e r m o č l á n k

přesnost (reprodukovatelnost) správnost (skutečná hodnota)? Skutečná hodnota použití různých metod

Autor: Bc. Tomáš Zavadil Vedoucí práce: Ing. Jaroslav Pitter, Ph.D. ATG (Advanced Technology Group), s.r.o

EnviroPen biosenzor pro detekci halogenovaných polutantů

VOLTAMPEROMETRIE. Stanovení rozpuštěného kyslíku

Poslední trendy krevních odběrů. Mgr. Tomáš Grim Mgr. Zuzana Kučerová

Doprava, zdraví a životní prostředí Brno,

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

Chyby spektrometrických metod

Parametry metod automatické fotometrické analýzy

Úloha 1: Lineární kalibrace

Biosenzory. Helena Uhrová

Specifická izolace microrna pomocí magnetizovatelných mikročástic

Proudové převodníky AC proudů

Základy fotometrie, využití v klinické biochemii

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

ČIDLO PRO MĚŘENÍ KONCENTRACE CHLORDIOXIDU A TEPLOTY TYP CSDT 43

ČIDLA PRO MĚŘENÍ KONCENTRACE KYSLÍKU A TEPLOTY TYP CSOT 53

KALIBRACE. Definice kalibrace: mezinárodní metrologický slovník (VIM 3)

Kombinované průmyslové tlakové redoxní elektrody typu SORC-xxx

Struktura a typy lékařských přístrojů. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

ZÁKLADNÍ MODELY TOKU PORÉZNÍ MEMBRÁNOU

Imunochemické metody. na principu vazby antigenu a protilátky

ČIDLO PRO MĚŘENÍ KONCENTRACE CHLORU TYP CSUT 43

Laboratorní práce č. 8: Elektrochemické metody stanovení korozní rychlosti

Převodní charakteristiku sensoru popisuje následující vzorec: C(RH)=C 76 * [1 + HK * (RH 76) + K] (1.1)

9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY

Kapacita, indukčnost; kapacitor-kondenzátor, induktor-cívka

Příklady biochemických metod turbidimetrie, nefelometrie. Miroslav Průcha

Kombinované průmyslové tlakové ph elektrody typu SMH-xxx Elektrody se zvýšenou mechanickou odolností

Výzkum vlivu přenosových jevů na chování reaktoru se zkrápěným ložem katalyzátoru. Petr Svačina

Aplikace AAS ACH/APAS. David MILDE, Úvod

Bazénové elektrody a příslušenství pro rok 2014

PŘENOS KYSLÍKU V BIOTECHNOLOGII. Úvod. Limitace metabolismu kyslíkem

PLYNOVÁ CHROMATOGRAFIE (GC)

U = E a - E k + IR Znamená to, že vložené napětí je vyrovnáváno

Monitoring složek ŽP - instrumentální analytické metody

Úloha č. 8 POTENCIOMETRICKÁ TITRACE. Stanovení silných kyselin alkalimetrickou titrací s potenciometrickou indikací bodu ekvivalence

9 Charakter proudění v zařízeních

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU SELENU METODOU ICP-OES

Universální přenosný potenciostat (nanopot)

Modulace a šum signálu

Virtuální instrumentace I. Měřicí technika jako součást automatizační techniky. Virtuální instrumentace. LabVIEW. měření je zdrojem informací:

IMPLEMENTACE BIOVENTINGU

Vývoj nového biosensoru k rychlému monitorování a mapování kontaminace v životním prostředí

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Validace sérologických testů výrobcem. Vidia spol. s r.o. Ing. František Konečný IV/2012

Spojité regulátory Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012. Spojité regulátory. Jednoduché regulátory

Chromatografie polymerů III.: IC+LC CC+LC LC. FFF-Field flow fractionation (Frakcionace tokem v silovém poli)

VYUŽITÍ A VALIDACE AUTOMATICKÉHO FOTOMETRU V ANALÝZE VOD

Pojem management Standardní operační postup (SOP) Management potravinářské laboratoře

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

3. NEROVNOVÁŽNÉ ELEKTRODOVÉ DĚJE

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory

Kalibrace analytických metod

MĚŘENÍ RELATIVNÍ VLHKOSTI. - pro měření relativní vlhkosti se používají metody měření

Automatická potenciometrická titrace Klinická a toxikologická analýza Chemie životního prostředí Geologické obory

Automatizační technika Měření č. 6- Analogové snímače

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Sledování procesu kompostování metodou EIS Projekt - Nová technologie kompostování, projekt č. CZ /0.0/0.0/15_019/004646

Pracovní list RYCHLOST METABOLISMU. Úloha 1: Stanovení optimálních podmínek pro metabolickou aktivitu kvasinek Saccharomyces cerevisiae

10. Chemické reaktory

VOLBA OPTIMÁLNÍ METODY

Pufrové roztoky S pufrovými roztoky TMS máte jistotu, že získáte přesné výsledky objemy: 100 ml, 250 ml, 1000 ml

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 11: Termická emise elektronů

HX15 NÁVOD PRO UŽIVATELE. Vysokoteplotní snímač/převodník Teploty a relativní vlhkosti.

jako markeru oxidativního

Kalibrace analytických metod. Miroslava Beňovská s využitím přednášky Dr. Breineka

Pevné lékové formy. Vlastnosti pevných látek. Charakterizace pevných látek ke zlepšení vlastností je vhodné využít materiálové inženýrství

2. Úloha difúze v heterogenní katalýze

Zajištění správnosti výsledků analýzy kotininu a kreatininu

Nukleární Overhauserův efekt (NOE)

Luminiscenční analýza Použití luminiscenční spektroskopie v analytické chemii

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

Semestrální práce. 2. semestr

Název: Vypracovala: Datum: Zuzana Lacková. záleží na tom, co chceme dělat 1) METHALOTIONEIN 2) GFP

IV117: Úvod do systémové biologie

Kurz 1 Úvod k biochemickému praktiku

MĚŘENÍ TLOUŠŤKY VRSTEV

Optimalizace podmínek měření a práce s AAS

Derivační spektrofotometrie a rozklad absorpčního spektra

Refraktometrie, interferometrie, polarimetrie, nefelometrie, turbidimetrie

Inteligentní koberec ( )

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

časovém horizontu na rozdíl od experimentu lépe odhalit chybné poznání reality.

Transkript:

Název: Školitel: Metody pro vyhodnocení experimentálních dat Vojtěch Adam Datum: 8.11.2013 Reg.č.projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023 Název projektu: Partnerská síť centra excelentního bionanotechnologického výzkumu

Citlivost: je konečná ustálená změna výstupního signálu biosensoru (S) v důsledku změny koncentrace analytu (c), tj. ΔS/Δc, nebo ds/dc. Při provádění kinetických měření (sleduje se časová změna signálu ds/dt) se citlivost vypočítá jako Δ(dS/dt)/Δc. Někdy se používá transformovaný signál, např. při potenciometrických měřeních ln S. Speciálními druhy signálu mohou být plocha (časový integrál), frekvenční analýza apod. Signál by měl být tak velký, aby šel dobře měřit. V ideálním případě by citlivost měla být konstantní po celou dobu životnosti biosensoru. V reálných systémech se změny citlivosti kompenzují rekalibrací.

Kalibrace: spočívá ve vystavení biosensoru různým standardním roztokům o známé koncentraci analytu. Kalibrační body by měly uzavírat pracovní oblast biosensoru, aby nebylo třeba provádět nespolehlivé extrapolace. Je vhodné použít co nejméně kalibračních bodů, pokud je znám tvar kalibrační závislosti (nejvhodnější je samozřejmě přímka), stačí 1 nebo 2 body. V ideálním případě by stačilo provést kalibraci pouze 1x pro nový biosensor, prakticky je nutné tento proces periodicky opakovat. R 2 = 0.9825 Rostoucí trend R 2 = 0.9912 - Lineární R 2 = 0.9953 Striktně lineární

Limit detekce (LOD, limit of detection) biosensoru je nejnižší stanovitelná koncentrace analytu. Ideálně je dán rozlišením elektronického měřícího přístroje, obvykle je zhoršován vedlejšími procesy. Signál pozadí, (background) je signál v nepřítomnosti analytu, obvykle se automaticky odečítá od měřeného signálu: S = S(měřený) - S(pozadí). V některých případech je výhodnější použít referentní koncentraci analytu a vůči ní vztáhnout měřený signál. Pro semilogaritmický případ pak dostáváme S/S(ref) = (měřenípozadí)/(reference-pozadí). Obvykle se předpokládá stabilita signálu pozadí, to však v praxi nemusí být pravda (signál pozadí obvykle časem klesá).

Hystereze označuje vliv minulých měření na aktuální signál. Ideálně by měla být nulová. Pozná se ze změny tvaru kalibračních křivek - objevuje se na nich konkávní resp. konvexní prohyb. Důvodem může být to, že vysoká koncentrace analytu může narušit okolí biosensoru nebo prostředí uvnitř biorekogniční vrstvy (nahromadění produktů reakce, lokální změny ph či teploty) a to ovlivní následující měření. Vliv hysterese se může omezit zpomalením měření (je čas na vyrovnání změn). Dlouhodobá stabilita, (drift) je podmíněna změnami citlivosti biosensoru v čase. Citlivost obvykle klesá, ale může přechodně i vzrůst (změna biovrstvy - ztenčení, nabobtnání). Postupný pokles citlivosti může být vyvolán oxidaxí povrchu kovových elektrod, usazováním vrstev proteinů či jiných biomolekul (měření in vivo), otrava biovrstvy těžkými kovy. Skokové změny jsou vyvolány mechanickými vlivy, mohou často uniknout pozornosti. Vždy je proto provádět kontrolu citlivosti a případně provést rekalibraci.

Selektivita (vliv interferencí). Odezva biosensoru by měla být vyvolána pouze přítomností stanovované látky, ostatní látky by se neměly projevit. Prakticky je často nutné rušivé látky eliminovat (zředění, konverse na nerušící sloučeniny, předřazení selektivní bariéry) nebo jejich příspěvek 10 na měřený signál paralelně určit jiným sensorem. Při tomto diferenciální uspořádání se použijí dva stejné převodníky, avšak biorekogniční vrstvou je pokrytý pouze jeden. Druhý slouží jako referentní, lze ho povléct vhodnou indiferentní vrstvou pro vyrovnání difúzních podmínek.

Rychlost odezvy je určována zejména fyzikálními vlastnostmi biosensoru (velikost). Závisí na rychlosti difúze analytu z okolního prostředí k povrchu biosensoru a dále pak vnitřní difúzí uvnitř systému biosensoru. Uplatňují se koncentrace analytu, velikost difúzních koeficientů, délka difúzní dráhy (počet vrstev biosensoru). Z praktického hlediska je výhodné, pokud odezva je limitována difúzí a nikoliv rychlostí bioreakce. Životnost biosensoru je obykle limitována neslabším prvkem, což je biorekogniční část. Přitom je třeba odlišit stabilitu při skladování (shelf life) od operační stability, která může být závislá na počtu a druhu analysovaných vzorků. Pro dlouhodobé uložení biosensoru je obecně vhodná nižší teplota (chladnička, mraznička), z praktického hlediska je pohodlnější skladování v suchém stavu. Optimální podmínky je třeba vždy hledat individuálně.

Biokompatibilita má zvláštní význam pro biomedicínské aplikace (měření in vivo). Při umístění biosensoru přímo v krevním toku je třeba zamezit srážení krve (impregnace heparinem), ve tkáních hrozí nebezpečí zánětlivých reakcí, zajizvení a zarůstání pojivovou tkání. Případná sterilizace biosensoru nesmí negativně ovlivnit jeho aktivitu.

Podmínky měření s biosensory Přímý kontakt se vzorkem. Biosensor se nachází přímo ve sledovaném prostředí (řeka, tkáň, krevní řečiště, fermentor,...). Přitom by jeho činnost neměla okolní prostředí ovlivnit - vyčerpávání analytu důsledkem měření, ovlivnění toku jiných látek. Při tomto způsobu použití může být užitečné měnit polohu biosensoru, tak lze získat dodatečné informace o distribuci analytu v prostředí a odhalit případné existující koncentrační gradienty. Uzavřená nádoba. Biosensor je umístěn ve vhodné nádobce (často opatřená vodním pláštěm pro temperaci a magnetickým míchadlem). Průtočný systém. Biosensor je umístěn ve vhodné průtočné cele. Jsou možné dva způsoby činnosti. Systémem se nechá střídavě protékat zóna základního roztoku a zóny vzorků.

PRINCIP FUNKCE BIOSENSORU Enzym Peptid elektroaktivní substance elektroda Protein Buňka Protilátka DNA Mikroorganismus změna ph teplo světlo změna hmoty ph elektroda termistor foto-dioda piezoelektrické zařízení Elektrický signál Bioreceptor biologická část Převodník signálu fyzikálně chemická část Stanovovaná látka

Děkuji Vám za pozornost Reg.č.projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0023 Název projektu: Partnerská síť centra excelentního bionanotechnologického výzkumu