Per saperne di più: che cos’è un biosensore?

Un biosensore è un dispositivo integrato recettore-trasduttore, in grado di fornire informazioni analitiche quantitative con grande selettività, utilizzando un elemento di riconoscimento di tipo biologico. Il biosensore trasforma un’informazione chimica in un segnale misurabile, grazie ai due componenti di base, connessi in serie, che lo caratterizzano: un sistema di riconoscimento di tipo biologico ed un trasduttore fisico-chimico.

Il sistema di riconoscimento traduce l’informazione, tipicamente la concentrazione di un analita, dal dominio biologico in un segnale chimico, con un alto livello di selettività nei confronti dell’analita da misurare.

Il trasduttore, invece, trasferisce il segnale in uscita dal sistema di riconoscimento al dominio elettrico, essendo l’elemento biologico in contatto diretto con l’elemento trasduttore.

Infine, il trasduttore è connesso al sistema elettronico che permette l’elaborazione del segnale ed il processamento dei dati.
Esistono svariati tipi di biosensori, a seconda del sistema di riconoscimento impiegato (enzimi, anticorpi, cellule intere, etc.) o della modalità di trasduzione del segnale (sensori amperometrici, potenziometrici, ad effetto di campo o conduttività).

Nel caso dei biosensori enzimatici, uno o più enzimi sono immobilizzati sulla superficie dell’elemento trasduttore (solitamente un elettrodo metallico) e catalizzano una reazione con grande selettività verso il substrato da misurare. Le risposte di tipo transitorio o in stato stazionario sono poi monitorate da un detector integrato.

I sensori amperometrici si basano sulla misura della corrente prodotta dall’ossidazione o dalla riduzione di una specie chimica elettricamente attiva. Tipicamente le reazioni redox si realizzano mantenendo costante il potenziale applicato all’elettrodo di lavoro (di metallo o carbonio), o ad un array di elettrodi, rispetto all’elettrodo di riferimento. La corrente risultante è direttamente correlata alla concentrazione del bulk della specie elettricamente attiva. Le reazioni biocatalitiche sono generalmente scelte del primo ordine rispetto alla concentrazione nel bulk dell’analita di interesse, in modo tale che quest’ultima risulti proporzionale alle correnti prodotte in stato stazionario.