الكيمياء التحليلية هي أحد مجالات الدراسة التي تتضمن تحليل وتوصيف المواد الكيميائية. تقليديا اعتمد الكيميائيون التحليليون على مجموعة متنوعة من التقنيات الفيزيائية والكيميائية لفحص العينات وقياسها. ومع ذلك في السنوات الأخيرة كان هناك اتجاه متزايد نحو دمج التقنيات والأجهزة البيولوجية في الكيمياء التحليلية وفتح آفاق جديدة للبحث والتحليل.
الكيمياء التحليلية باستخدام التقنيات البيولوجية
- أحد المجالات التي أحدثت فيها التقنيات البيولوجية تأثيرًا كبيرًا هو تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية. المستشعرات الحيوية هي أجهزة تحليلية تستخدم الجزيئات البيولوجية ، مثل الإنزيمات أو الأجسام المضادة ، لاكتشاف وقياس تركيز مواد معينة في العينة. تقدم هذه الأجهزة العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية ، بما في ذلك مستوى أعلى من الدقة والحساسية والقدرة على تحليل العينات المعقدة.
على سبيل المثال تم تطوير أجهزة الاستشعار الحيوية القائمة على الإنزيم لاكتشاف وقياس المواد التحليلية المختلفة ، مثل الجلوكوز واللاكتات والكوليسترول. تستخدم هذه المستشعرات الحيوية إنزيمات تتفاعل بشكل خاص مع المادة التحليلية المستهدفة ، وتنتج إشارة قابلة للقياس مثل تغيير اللون أو التيار الكهربائي. وجدت مثل هذه الأجهزة تطبيقات في التشخيص السريري والرصد البيئي وتحليل الأغذية.
- المجال الآخر الذي تؤثر فيه التقنيات البيولوجية هو مجال البروتينات، والذي يتضمن دراسة البروتينات ووظائفها. تم دمج مطياف الكتلة، وهو أسلوب تحليلي قوي يستخدم لتحديد وتوصيف البروتينات مع التقنيات البيولوجية لتعزيز قدراتها. على سبيل المثال طور الباحثون طرقًا لإثراء بروتينات معينة من عينات بيولوجية معقدة باستخدام الأجسام المضادة أو غيرها من التقنيات القائمة على التقارب قبل إخضاعها لتحليل مطياف الكتلة. سمح هذا التكامل بين التقنيات البيولوجية مع مقياس الطيف الكتلي بتحديد البروتينات وتقديرها بدقة وحساسية أكبر.
- علاوة على ذلك أحدثت التطورات في علم الجينوم وتقنيات تسلسل الحمض النووي ثورة في الكيمياء التحليلية. أتاح استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وتسلسل الجيل التالي (NGS) التحليل السريع والدقيق لعينات الحمض النووي والحمض النووي الريبي. هذه التقنيات لها تطبيقات في تحليل الطب الشرعي وتشخيص الأمراض والهندسة الوراثية.
في الختام أدى دمج التقنيات والأجهزة البيولوجية في الكيمياء التحليلية إلى توسيع قدرات الباحثين في مختلف المجالات. وقد استفادت المستشعرات الحيوية والبروتيوميات وعلم الجينوم من هذه التطورات ، مما سمح بتحليل أكثر دقة وحساسية للعينات. مع استمرار تقدم التكنولوجيا ، من المحتمل أن يؤدي التآزر بين الكيمياء التحليلية والبيولوجيا إلى مزيد من الاختراقات في البحث والتشخيص والتطبيقات الأخرى.
