Que sont les biocapteurs ?

Le terme « biocapteur » est l’abréviation de « capteur biologique ». Le dispositif est composé d’un transducteur et d’un élément biologique qui peut être une enzyme, un anticorps ou un acide nucléique. Le bioélément interagit avec l’analyte testé et la réponse biologique est convertie en un signal électrique par le transducteur. En fonction de leur application particulière, les biocapteurs sont également connus sous le nom d’immunocapteurs, d’optrodes, de miroirs résonnants, de canaris chimiques, de biopuces, de glucomètres et de bio-ordinateurs. Une définition communément citée d’un biocapteur est:

« Un dispositif de détection chimique dans lequel une reconnaissance d’origine biologique est couplée à un transducteur, pour permettre le développement quantitatif de certains paramètres biochimiques complexes. »

Parties d’un biocapteur

Tout biocapteur comprend :

• Un composant biologique qui agit comme le capteur
• Un composant électronique qui détecte et transmet le signal

Des éléments de biocapteur

Une variété de substances peut être utilisée comme bioélément dans un biocapteur. En voici quelques exemples :

• Acides nucléiques
• Protéines, y compris les enzymes et les anticorps. Les biocapteurs à base d’anticorps sont également appelés immunocapteurs.
• Protéines végétales ou lectines
• Matériaux complexes comme les tranches de tissus, les micro-organismes et les organelles

Le signal généré lorsque le capteur interagit avec l’analyte peut être électrique, optique ou thermique. Il est ensuite converti au moyen d’un transducteur approprié en un paramètre électrique mesurable – généralement un courant ou une tension.

Applications

Les sondes des biocapteurs deviennent de plus en plus sophistiquées, principalement en raison d’une combinaison d’avancées dans deux domaines technologiques : la microélectronique et la biotechnologie. Les biocapteurs sont des dispositifs très précieux pour mesurer un large spectre d’analytes, y compris les composés organiques, les gaz, les ions et les bactéries.

Histoire des biocapteurs

La première expérience marquant l’origine des biocapteurs a été réalisée par Leland C. Clark. Pour son expérience, Clark a utilisé des électrodes en platine (Pt) pour détecter l’oxygène. Il a placé l’enzyme glucose oxydase (GOD) très près de la surface du platine en la piégeant contre les électrodes avec un morceau de membrane de dialyse. L’activité de l’enzyme était modifiée en fonction de la concentration d’oxygène environnante. Le glucose réagit avec la glucose oxydase (GOD) pour donner de l’acide gluconique et produit deux électrons et deux protons, réduisant ainsi la GOD. L’acide gluconique réduit, les électrons, les protons et l’oxygène environnant réagissent tous pour donner du peroxyde d’hydrogène et de l’acide gluconique oxydé (la forme originale), rendant ainsi plus d’acide gluconique disponible pour une réaction avec plus de glucose. Plus la teneur en glucose est élevée, plus l’oxygène est consommé et plus la teneur en glucose est faible, plus le peroxyde d’hydrogène est produit. Cela signifie que l’on peut mesurer soit une augmentation du peroxyde d’hydrogène, soit une diminution de l’oxygène pour donner une indication de la concentration en glucose.

Lectures complémentaires

• Tout le contenu sur les biocapteurs
• Applications des biocapteurs
• Principes des biocapteurs
• Biocapteurs et industrie alimentaire
• Fixation en surface d’éléments biologiques

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