Биосенсоры — это устройства, которые используют биологические молекулы для обнаружения и количественного анализа различных веществ. Они работают на основе взаимодействия между биомолекулами и целевыми analytes (анализируемыми веществами), что приводит к физическим или химическим изменениям, которые можно измерить и интерпретировать.

Чувствительный элемент: Основная часть биосенсора состоит из биомолекул, таких как ферменты, антитела, нуклеиновые кислоты или клеточные рецепторы. Эти молекулы специфически связываются с целевыми веществами (например, токсинами, вирусами или глюкозой).

Интерфейс: Взаимодействие между биомолекулами и целевым веществом часто приводит к изменению в физико-химических характеристиках системы, таких как электрический ток, изменение массы, оптические свойства и т.д.

Детекция: Изменения, вызванные связыванием целевых аналитиков с биомолекулами, фиксируются с помощью различных методов детекции, включая электрохимию, оптосенсоры и другие.

Анализ: Полученные данные обрабатываются и анализируются для получения информации о концентрации исследуемого вещества.

Глюкометры: Используются для мониторинга уровня сахара в крови у диабетиков. Ферменты, такие как глюкозооксидаза, связываются с глюкозой и в результате реакции образуются продукты, которые можно количественно измерить.

Обнаружение патогенов: Использование антител в биосенсорах для идентификации бактерий или вирусов в пробах. Например, тесты на наличие коронавируса (COVID-19) могут использовать антитела, специфичные к протеинам вируса.

Экологический мониторинг: Биосенсоры могут использоваться для обнаружения загрязнителей в воде и почве, таких как тяжёлые металлы или пестициды, с помощью специальных микроорганизмов или ферментов.

Продуктовый контроль: Биосенсоры могут использоваться для проверки свежести продуктов и обнаружения патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах, например, в молоке или мясных изделиях.

Медицинская диагностика: Разработка биосенсоров для выявления различных заболеваний через анализ биологических жидкостей, например, крови или слюны, для ранней диагностики рака или инфекций.

Таким образом, биосенсоры являются мощными инструментами благодаря своей способности быстро и точно выявлять разнообразные вещества, что делает их незаменимыми в медицине, экологии и промышленности.