Biosenzori

Un biosenzor este un instrument analitic care transforma un raspuns biologic intr-un semnal electric.

Termenul de „biosenzor“ este adesea utilizat pentru a ingloba dispozitivele utilizate in scopul determinarii concentratiilor unor substante sau a altor parametri de interes biologic, chiar daca acestea nu utilizeaza un sistem biologic in mod direct.

Producerea de Biosenzori reprezinta, in present, un domeniu cu o extindere rapida, a carei viteza de crestere anuala a fost estimate la 60%. Impulsul major provine din industria producatoare de dispozitive pentru sanatate (de exemplu 6% din populatia Europei de vest este diabetica si trebuie sa beneficieze de disponibilitatea unor biosenzori rapizi, exacti si simpli pentru determinarea glucozei) dar si alte domenii solicita astfel de instrumente, asa cum sunt aprecierea calitatii alimentelor sau monitorizarea mediului inconjurator.Totusi, in prezent si in viitorul apropiat , se preconizeza studierea intensa a tuturor tipurilor de traductori principali, astfel incat sa se largeasca utilizarea de biosenzori cat mai rapid in urmatorii ani.

Un biosenzor adecvat trebuie sa posede cel putin urmatoarele caracteristici:

• Biocatalizatorul trebuie sa fie inalt specific pentru scopul analizei;

• sa fie stabil in conditii de depozitare normale si, cu exceptia benzilor enzimatice de hartie si dipsticks (a se vedea mai tarziu), sa prezinte o buna stabilitate pentru un numar larg de determinari (de exemplu mai mult de 100);

• Reactia nu trebuie sa fie afectata de parametric fizici cum sunt agitarea pH sau temperatura. Aceasta ar permite analiza probelor cu un minim de pre-tratament.

• Daca reactia implica cofactori sau coenzime, acestea ar trebui, in mod preferabil, sa fie co-imobilizati cu enzima;

• Raspunsul trebuie sa fie exact, précis, reproductibil si liniar pe domeniul analitic utilizat, fara dilutie sau concentrare.

• Trebuie de asemenea sa fie liber de zgomot electric;

• Daca biosenzorul trebuie sa fie utilizat pentru monitorizarea sistemelor invazive in situatii clinice, trebuie sa micut si biocompatibil, sa nu aibe efecte antigenice sau toxice. Daca se vor utiliza in bioreactoare trebuie sa fie sterilizabili. Sterilizarea se realizeaza preferabil prin autoclavare dar nici un biosenzor cu enzime nu poate rezista unui asemenea drastic tratament termic-umed. In ambele cazuri, biosenzorul nu trebuie sa fie predispus spre viciere sau proteoliza;

• Biosenzorul complet trebuie sa fie ieftin, mic, portabil si capabil de a fi utilizat chiar de operatori mai putin dotati;

• Trebuie sa existe o piata pentru biosensor. Este clar ca exista o mica sansa sa se dezvolte un biosenzor daca alti factori (de exemplu subventii guvernamentale, angajerea continua a unor analisti dotati, sau slaba perceptie a consumatorilor) incurajeaza utilizarea metodelor traditionale si descurajeaza descentralizarea laboratoarelor de testare.

Biosenzorii se caracterizeaza prin:

-rapiditate in raspuns;

-simplitate de operare cu cerinte de instruire minime pentru utilizatori;

-posibilitati de operare “in situ” sau in procese tehnologice care necesita o monitorizare continua;

-portabilitate,miniatirizare;

-pret de cost scazut.

Principiul biosenzorului

Indiferent de complexitatea lui un biosenzor este alcatuit din trei parti principale:

-un sistem sau un element biologic (molecule de recunoastere),care este sensibil ratie selectivitatii lui la un anumit compus organic si este numit bioreceptor;

-un senzor fizic,care converteste modificarea chimica produsa de primul sistem intr-o marime electrica (masurabila);

-partea electronica de prelucrare.

Figura1. Biosenzor

Mai pot fi amintite in constructia biosenzorului si structurile membranare care separa elementele biosenzorului protejandu-le de variatiile mediului extern.

Clasificarea biosenzorilor se face in functie de:

-tipul bioreceptorului

-tipul traductorului

-aplicatia biosenzorului.