Principes de Biocapteur

Par M. Ananya Mandal, DM

Le terme « biocapteur » est abréviation « le senseur biologique » et est un dispositif composé d'un transducteur et d'un élément biologique qui peuvent être une enzyme, un anticorps, ou un acide nucléique. L'élément ou le bioelement biologique agit l'un sur l'autre avec de l'analyte étant testée et la réaction biologique est convertie en signe électrique par le transducteur. Chaque biocapteur a un composant biologique qui agit en tant que senseur et composante électronique qui trouve et transmet le signe.

Types de biocapteurs

Des Biocapteurs peuvent être groupés selon le type de l'élément et de transducteur biologiques qu'ils contiennent. Ils peuvent également être nommés selon la façon dont biosensing a lieu.

Les types d'éléments biologiques comprennent :

  • Enzymes
  • Anticorps (aussi immunosensors appelés)
  • Micro-organismes
  • Tissu Biologique
  • Organelles

Types de biosensing

Les différentes voies que biosensing peut se produire sont décrites ci-dessous :

  • Si le bioelement grippe à l'analyte, le senseur désigné sous le nom d'un senseur d'affinité.
  • Si le bioelement et l'analyte provoquent un changement chimique qui peut être employé pour mesurer la concentration d'un substrat, le senseur est appelé un senseur métabolique.
  • Si l'élément biologique combine avec de l'analyte et ne la change pas chimiquement mais la convertit en substrat auxiliaire, le biocapteur est appelé un senseur catalytique.

Types de sentir des éléments

Enzymes

Une enzyme est une protéine qui a une sélectivité élevée pour un substrat particulier, au lequel elle grippe, provoquant une modification catalytique. Les Enzymes sont disponibles dans le commerce dans les conditions fortement épurées et sont pour cette raison utiles dans la production de masse des senseurs d'enzymes. Les Enzymes peuvent être fixées sur la surface d'un transducteur par l'adsorption, la connexion covalente, et l'occlusion dans un gel ou un polymère électrochimique produit.

Anticorps ou immunosensors

Des Anticorps sont produits par des Lymphocytes B en réponse aux stimulus antigéniques tels que les envahisseurs étrangers ou les microbes. Une Fois utilisés comme biocapteurs dans les dosages immunologiques, des anticorps sont immobilisés sur la surface d'un transducteur par la connexion covalente par conjugaison d'aminé, de carboxylique, aldéhyde ou groupes sulfhydryliques. Les Anticorps sont sensibles aux changements du pH, de la concentration ionique, des inhibiteurs chimiques et de la température. Les senseurs Immunisés utilisent habituellement optique, la fluorescence ou les transducteurs acoustiques.

Micros-organismes

Des Microbes peuvent être employés pour trouver la consommation de l'oxygène ou du dioxyde de carbone dans un environnement utilisant des techniques électrochimiques. Les biocapteurs de Microbe ont l'avantage d'être meilleur marché que des enzymes ou des anticorps et sont plus stables. Cependant ils peuvent être moins sélecteurs que des enzymes ou des anticorps.

D'Autres bioelements

Des Organelles, les acides nucléiques et les tissus biologiques ont été recherchés comme biocapteurs.

Types de transducteur

Transducteurs Électrochimiques

Ce sont utiles dans les signes électrochimiques, ampèremétriques et potentiométriques. Ces électrodes sont généralement faites de platine, or, argent, acier inoxydable, ou matériaux inertes carbone-basés.

Les transducteurs Ampèremétriques, trouvent les changements du courant qui se produisent en raison de l'oxydation ou de la réduction. Le courant réfléchit la réaction qui a lieu entre l'analyte et le bioelement.

Les transducteurs Potentiométriques peuvent mesurer l'accumulation de charge (potentiel) d'une cellule électrochimique. Le transducteur se compose habituellement d'une électrode ion-sélectrice et d'une électrode de référence.

Transducteurs Optiques

La Fluorescence est utilisée généralement dans la transduction du signal, particulièrement en utilisant des enzymes et des anticorps. Les sondes À Fibres Optiques se composent au moins de deux fibres. Un est connecté à une source lumineuse d'une gamme de longueurs d'onde donnée et produit l'onde d'excitation. L'autre est lié à la photodiode qui trouve le changement de la densité optique à une longueur d'onde sélectée. Les transducteurs de résonance de Plasmon mesurent l'altération dans l'Indice de réfraction sur et près de la surface de l'élément se sentant.

Transducteurs Acoustiques

Ce sont des dispositifs en lesquels les ondes acoustiques mécaniques agissent en tant que système de transduction. La membrane contient les matériaux chimiquement interactifs en contact avec un matériau piézoélectrique. Les dispositifs varient selon le procédé de guidage d'onde utilisé. Habituellement, l'onde acoustique en vrac (BAW) et les dispositifs de traitement des ondes acoustiques de surface (SAW) sont utilisés.

Transduction Calorimétrique

Ceux-ci mesurent la chaleur de la réaction biochimique entre l'élément se sentant et l'analyte.

Révisé par Sortie Robertson, BSC

Last Updated: May 2, 2014

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