Co jsou to biosenzory?

Termín „biosenzor“ je zkratkou pro „biologický senzor“. Zařízení se skládá ze snímače a biologického prvku, kterým může být enzym, protilátka nebo nukleová kyselina. Biologický prvek interaguje s testovaným analytem a biologická odezva je převodníkem převedena na elektrický signál. V závislosti na konkrétním použití jsou biosenzory známé také jako imunosenzory, optrody, rezonanční zrcadla, chemické kanálky, biočipy, glukometry a biopočítače. Běžně citovaná definice biosenzoru zní:

„Chemické snímací zařízení, ve kterém je biologicky odvozený rozpoznávací prvek spojen se snímačem, aby umožnil kvantitativní vývoj nějakého komplexního biochemického parametru.“

Části biosenzoru

Každý biosenzor se skládá z:

• Biologická součást, která funguje jako senzor
• Elektronická součást, která detekuje a přenáší signál

Biosenzorové prvky

Jako biologický prvek v biosenzoru lze použít různé látky. Mezi ně patří například:

• Nukleové kyseliny
• Proteiny včetně enzymů a protilátek. Biosenzory založené na protilátkách se také nazývají imunosenzory.
• Rostlinné proteiny nebo lektiny
• Komplexní materiály, jako jsou plátky tkání, mikroorganismy a organely

Signál generovaný při interakci senzoru s analytem může být elektrický, optický nebo tepelný. Poté je pomocí vhodného převodníku převeden na měřitelný elektrický parametr – obvykle proud nebo napětí.

Použití

Biosenzorové sondy jsou stále dokonalejší, zejména díky kombinaci pokroku ve dvou technologických oblastech: mikroelektronice a biotechnologii. Biosenzory jsou velmi cenná zařízení pro měření širokého spektra analytů včetně organických sloučenin, plynů, iontů a bakterií.

Historie biosenzorů

První experiment, který označuje vznik biosenzorů, provedl Leland C. Clark. Clark pro svůj experiment použil platinové (Pt) elektrody k detekci kyslíku. Enzym glukózooxidázu (GOD) umístil velmi blízko povrchu platiny tak, že jej zachytil proti elektrodám kouskem dialyzační membrány. Aktivita enzymu se měnila v závislosti na okolní koncentraci kyslíku. Glukosa reaguje s glukosooxidasou (GOD) za vzniku kyseliny glukonové a produkuje dva elektrony a dva protony, čímž redukuje GOD. Redukovaná GOD, elektrony, protony a okolní kyslík reagují za vzniku peroxidu vodíku a oxidované GOD (původní forma), čímž je k dispozici více GOD, se kterou může reagovat více glukózy. Čím vyšší je obsah glukózy, tím více kyslíku se spotřebuje, a čím nižší je obsah glukózy, tím více peroxidu vodíku vzniká. To znamená, že k určení koncentrace glukózy lze měřit buď zvýšení peroxidu vodíku, nebo snížení obsahu kyslíku.

Další čtení

• Všechen obsah biosenzorů
• Použití biosenzorů
• Principy biosenzorů
• Biosenzory a potravinářský průmysl
• Povrchové připevnění biologických prvků

.