À l'ère actuelle de développement rapide de la science et de la technologie, les biocapteurs, en tant qu'outil de détection avancé, détectent les substances chimiques en temps réel à leur manière. Ce capteur combine des composants biologiques avec des détecteurs physico-chimiques, alliant parfaitement sensibilité biologique et précision chimique.
Les biocapteurs sont des dispositifs analytiques utilisés pour détecter des substances chimiques, combinant un composant biologique avec un détecteur physico-chimique.
De manière générale, les biocapteurs se composent principalement de trois parties : les composants biométriques, les convertisseurs et les systèmes électroniques.
Les éléments de reconnaissance biologique peuvent être des enzymes, des anticorps, des cellules, des acides nucléiques et d'autres biomolécules qui interagissent avec des analytes spécifiques pour produire des signaux mesurables.
Le convertisseur est chargé de convertir l'interaction entre l'élément biométrique et l'analyte en données mesurables. Les données peuvent être traitées et affichées électroniquement, ce qui rend les résultats faciles à comprendre et à utiliser.
Les composants biométriques des biocapteurs peuvent être classés en fonction de la manière dont ils interagissent avec les analytes, comprenant principalement les catégories suivantes :
L'interaction spécifique entre les anticorps et les antigènes en fait des composants de base importants des biocapteurs. De tels capteurs, appelés immunocapteurs, utilisent des anticorps spécifiques pour se lier aux antigènes cibles afin de générer un signal mesurable.
L'interaction anticorps-antigène de l'immunocapteur fonctionne comme une serrure et une clé, se liant uniquement lorsque la forme de l'analyte correspond.
Avec leur haute spécificité et leur activité catalytique, les enzymes sont devenues un autre type majeur de composants de bioreconnaissance dans les biocapteurs. La capacité de l'enzyme à réagir avec l'analyte affectera directement le signal de sortie du capteur, ce qui le rendra particulièrement efficace lors de l'analyse de produits chimiques.
Les réactions catalysées par des enzymes peuvent être utilisées à plusieurs reprises sans consommer d'analytes, ce qui améliore considérablement l'efficacité des biocapteurs.
Les capteurs à base d'acide nucléique identifient généralement les séquences cibles grâce à des propriétés d'appariement complémentaires. De tels capteurs peuvent détecter de manière très sensible des molécules spécifiques d’ADN ou d’ARN.
Les capteurs biologiques ont un large éventail d'applications, notamment la surveillance environnementale, les tests de sécurité alimentaire, le diagnostic médical et d'autres domaines. Tirant parti de leur nature immédiate et précise, ces capteurs peuvent réagir rapidement aux produits chimiques dangereux présents dans l’environnement externe.
Pendant l'épidémie de COVID-19, les biocapteurs ont été largement utilisés pour détecter les anticorps dans le corps humain et sont devenus un outil important de quarantaine et de traitement dans divers pays.
Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été consacrées au développement de capteurs plus portables et faciles à utiliser. Ces capteurs sont non seulement pratiques pour une application dans divers scénarios, mais peuvent également réduire efficacement le coût et la difficulté de fonctionnement. les rendant accessibles même aux non-professionnels. Il peut également être utilisé facilement.
À mesure que la technologie continue de progresser, les biocapteurs évolueront vers une sensibilité et une sélectivité plus élevées à l'avenir. Ces avancées lui permettront de fonctionner dans des environnements plus complexes et de remédier à certaines des limitations techniques du passé. Par exemple, les biocapteurs optiques utilisés pour la détection du cancer améliorent encore la sensibilité de leur détection et devraient jouer un rôle clé dans le diagnostic précoce à l’avenir.
Dans un avenir proche, pouvons-nous nous attendre à ce que les biocapteurs jouent un rôle plus important dans de nombreux domaines tels que les soins médicaux, la protection de l'environnement et la sécurité alimentaire ?