¿Qué son los biosensores?

El término «biosensor» es la abreviatura de «sensor biológico». El dispositivo está formado por un transductor y un elemento biológico que puede ser una enzima, un anticuerpo o un ácido nucleico. El bioelemento interactúa con el analito analizado y el transductor convierte la respuesta biológica en una señal eléctrica. Dependiendo de su aplicación particular, los biosensores también se conocen como inmunosensores, optrodos, espejos resonantes, canarios químicos, biochips, glucómetros y bioordenadores. Una definición comúnmente citada de un biosensor es:

«Un dispositivo de detección química en el que un reconocimiento biológicamente derivado se acopla a un transductor, para permitir el desarrollo cuantitativo de algún parámetro bioquímico complejo.»

Partes de un biosensor

Todo biosensor comprende:

• Un componente biológico que actúa como sensor
• Un componente electrónico que detecta y transmite la señal

Elementos del biosensor

Una variedad de sustancias pueden ser utilizadas como el bioelemento en un biosensor. Algunos ejemplos son:

• Ácidos nucleicos
• Proteínas, incluyendo enzimas y anticuerpos. Los biosensores basados en anticuerpos también se denominan inmunosensores.
• Proteínas vegetales o lectinas
• Materiales complejos como rodajas de tejido, microorganismos y orgánulos

La señal generada cuando el sensor interactúa con el analito puede ser eléctrica, óptica o térmica. A continuación, se convierte mediante un transductor adecuado en un parámetro eléctrico medible, normalmente una corriente o un voltaje.

Aplicaciones

Las sondas de los biosensores son cada vez más sofisticadas, debido principalmente a la combinación de los avances en dos campos tecnológicos: la microelectrónica y la biotecnología. Los biosensores son dispositivos muy valiosos para medir un amplio espectro de analitos que incluyen compuestos orgánicos, gases, iones y bacterias.

Historia de los biosensores

El primer experimento que marcó el origen de los biosensores fue realizado por Leland C. Clark. Para su experimento, Clark utilizó electrodos de platino (Pt) para detectar el oxígeno. Colocó la enzima glucosa oxidasa (GOD) muy cerca de la superficie del platino atrapándola contra los electrodos con un trozo de membrana de diálisis. La actividad de la enzima se modificó en función de la concentración de oxígeno circundante. La glucosa reacciona con la glucosa oxidasa (GOD) para dar ácido glucónico y produce dos electrones y dos protones, reduciendo así a GOD. El GOD reducido, los electrones, los protones y el oxígeno circundante reaccionan para dar peróxido de hidrógeno y GOD oxidado (la forma original), lo que hace que haya más GOD disponible para que reaccione más glucosa. Cuanto mayor sea el contenido de glucosa, más oxígeno se consume y cuanto menor sea el contenido de glucosa, más peróxido de hidrógeno se produce. Esto significa que se puede medir un aumento del peróxido de hidrógeno o una disminución del oxígeno para dar una indicación de la concentración de glucosa.

Lectura adicional

• Todo el contenido de los biosensores
• Aplicaciones de los biosensores
• Principios de los biosensores
• Biosensores e industria alimentaria
• Adhesión a la superficie de elementos biológicos