Biosensor

Biosensor on analüütiline seade analüüdi määramiseks, mis muudab keemilise reaktsiooni signaali elektriliseks või mõneks muuks mõõdetavaks signaaliks.^[1]

Biosensor koosneb kolmest põhikomponendist:

• tundlik bioloogiline element, mis annab sensorile spetsiifilisuse. Bioloogiliseks elemendiks on bioloogilised komponendid, mis jagatakse kahte rühma: katalüütilised (ensüümid, mikroorganismid ja koed) ning mittekatalüütilised (antikehad, retseptorid ja nukleiinhapped). Bioloogiline materjal võib olla seotud sensori pinnale kas otseselt (kovalentselt või mittekovalentselt) või moodustada osa sensori pinda katvast membraanist.^[2] Bioloogiliste elementide sidumiseks sensori pinnale on kõige tõhusam meetod pinna eelnev funktsionaliseerimine.^[3]
• transduktor (optiline, piesoelektriline, elektrokeemiline jne), mis muudab analüüdi ja bioloogilise elemendi vastastikmõjust tekkinud signaali mõõdetavaks signaaliks;
• biosensori signaaliluger, mis võimaldab tulemuste kuvamist kasutajasõbralikul viisil.^[4] Biosensori signaaliluger moodustab tihti kõige kallima osa sensorseadmest.^[5] Biosensori kõige tähtsam osa on sensorelement, mis koosneb bioloogiliselt aktiivse materjali kihist ja sensori pinnast (polümeer, klaas, metall). Bioloogiliselt aktiivse materjali kiht on keemilise reaktsiooni efektiivsemaks konverteerimiseks elektriliseks signaaliks võimalikult tihedas kontaktis elektronide transduktoriga.

Tavakasutuses on üks levinumaid biosensoreid glükomeeter, mida kasutatakse veresuhkru kvantitatiivseks testimiseks. Glükomeeter kasutab ensüüm glükoosi oksüdaasi, mis katalüüsib glükoosi oksüdeerimist glükonolaktooniks lahustunud hapniku toimel.

Glükoos + O₂ → Glükonolaktoon + H₂O₂

Glükoosi hulk määratakse lahustunud hapniku kontsentratsiooni vähenemise kaudu.^[2]

Üheks esimeseks niinimetatud biosensoriks võib lugeda kanaarilindu, keda kasutati kaevandustes lõhnatute mürgiste gaaside määramiseks.^[6]