Di era perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat saat ini, biosensor sebagai alat deteksi canggih mampu mendeteksi zat kimia secara real time dengan caranya sendiri yang unik. Sensor ini menggabungkan komponen biologis dengan detektor fisikokimia, memadukan sensitivitas biologis dengan akurasi kimia secara sempurna.
Biosensor adalah perangkat analitis yang digunakan untuk mendeteksi zat kimia, menggabungkan komponen biologis dengan detektor fisikokimia.
Secara umum, biosensor terutama terdiri dari tiga bagian: komponen biometrik, konverter, dan sistem elektronik.
Elemen pengenalan biologis dapat berupa enzim, antibodi, sel, asam nukleat, dan biomolekul lain yang berinteraksi dengan analit tertentu untuk menghasilkan sinyal yang dapat diukur.
Konverter bertanggung jawab untuk mengubah interaksi antara elemen biometrik dan analit menjadi data yang dapat diukur. Data dapat diproses dan ditampilkan secara elektronik, sehingga hasilnya mudah dipahami dan digunakan.
Komponen biometrik biosensor dapat diklasifikasikan menurut cara interaksinya dengan analit, terutama mencakup kategori berikut:
Interaksi spesifik antara antibodi dan antigen menjadikannya komponen dasar penting dari biosensor. Sensor semacam itu, yang disebut imunosensor, menggunakan antibodi spesifik untuk mengikat antigen target guna menghasilkan sinyal yang dapat diukur.
Interaksi antibodi-antigen dari imunosensor bekerja seperti gembok dan kunci, mengikat hanya jika bentuk analitnya cocok.
Dengan spesifisitas dan aktivitas katalitiknya yang tinggi, enzim telah menjadi jenis komponen biorecognition utama lainnya dalam biosensor. Kemampuan enzim untuk bereaksi dengan analit akan secara langsung memengaruhi sinyal keluaran sensor, sehingga membuatnya sangat efektif saat menganalisis bahan kimia.
Reaksi yang dikatalisis oleh enzim dapat digunakan berulang kali tanpa menghabiskan analit, yang sangat meningkatkan efisiensi biosensor.
Sensor berbasis asam nukleat biasanya mengidentifikasi urutan target melalui sifat pasangan komplementer. Sensor semacam itu dapat mendeteksi molekul DNA atau RNA tertentu dengan sangat sensitif.
Sensor biologis memiliki berbagai macam aplikasi, termasuk pemantauan lingkungan, pengujian keamanan pangan, diagnosis medis, dan bidang lainnya. Dengan memanfaatkan sifatnya yang langsung dan akurat, sensor ini dapat bereaksi cepat terhadap bahan kimia berbahaya di lingkungan eksternal.
Selama epidemi COVID-19, biosensor banyak digunakan untuk mendeteksi antibodi dalam tubuh manusia dan menjadi alat penting untuk karantina dan perawatan di berbagai negara.
Dalam beberapa tahun terakhir, banyak penelitian yang ditujukan untuk pengembangan sensor yang lebih portabel dan mudah digunakan. Sensor ini tidak hanya nyaman untuk diaplikasikan dalam berbagai skenario, tetapi juga dapat secara efektif mengurangi biaya dan kesulitan pengoperasian, membuatnya dapat diakses bahkan oleh non-profesional. Sensor ini juga dapat dioperasikan dengan mudah.
Seiring dengan kemajuan teknologi, biosensor akan berkembang menuju sensitivitas dan selektivitas yang lebih tinggi di masa depan. Kemajuan ini akan memungkinkannya berfungsi di lingkungan yang lebih kompleks dan mengatasi beberapa keterbatasan teknis di masa lalu. Misalnya, biosensor optik yang digunakan untuk deteksi kanker semakin meningkatkan sensitivitas deteksinya dan diharapkan akan memainkan peran penting dalam diagnosis dini di masa mendatang.
Dalam waktu dekat, dapatkah kita mengharapkan biosensor memainkan peran yang lebih penting di banyak bidang seperti perawatan medis, perlindungan lingkungan, dan keamanan pangan?