Biosensor er et apparat med både biologiske og elektroniske deler som avgir et fysisk, kjemisk, eller optisk signal som resultat av en biologisk reaksjon.
Biosensorer gir viktige datagrunnlag på ulike områder, for eksempel målinger av blodsukker hos diabetikere eller overvåking av patogener og jordsmonn i matproduksjon og jordbruk.
Bruksområdene for bionsensorer er svært varierte. Innen medisin blir de blant annet brukt til kontinuerlig måling av blodsukkernivå hos diabetikere. I matproduksjon blir biosensorer brukt gjennom hele produksjonskjeden. På åkrene kan overvåking av jordsmonnets næringsnivå og generelle tilstand sørge for optimalisert bruk av ressurser, for eksempel at man unngår overvanning eller undervanning av åkrene. Det kan også hjelpe til mindre bruk av sprøytemidler og bidra til forebygging av sykdomsutbrudd hos planter. I den fabrikkindustrielle delen av matproduksjonen brukes biosensorer blant annet for å oppdage patogener, metallioner og gift, og til å analysere pH-nivå og innhold av mikronutrienter.
Noen av fordelene med å bruke biosensorer i motsetning til analyser gjennomført på laboratorier, er at biosensorer er kostnadseffektive å produsere, de sender og oppdaterer målinger i sanntid, har høy følsomhet og kan gjennomføre analyser på stedet.
Biosensorer består som regel av fire hovedkomponentene: bioreseptor, transduser, elektronisk komponent, og avlesningskomponent.
Bioreseptor: Bioreseptoren er et molekyl som kan gjenkjenne det stoffet vi ønsker å måle (analytten). Når analytten binder seg til bioreseptoren, blir det dannet et signal. Signalet kan for eksempel være endringer i lys, varme, pH-verdi, masse eller elektrisk ladning.
Transduser: Transdusere gjør om energi fra en form til en annen. I biosensoren gjør transduseren om signalet fra bioreseptoren til et signal som kan måles. Det vanligste er at transduseren lager optiske eller elektriske signaler, som er proporsjonale med signalet fra bioreseptoren.
Elektroniske komponenter: De elektroniske komponentene er elektroniske kretser som behandler og tolker signalene fra transduseren (signalbehandling). Signalene blir forsterket og gjort om fra analog til digital form, før de blir sendt videre til avlesningskomponenten.
Avlesningskomponent: Avlesningskomponenten gjør målingene lesbare for brukeren gjennom tall, grafer, tabeller eller bilder. Dette kan typisk være et dataprogram eller en printer.
Det finnes flere ulike typer biosensorer, som vanligvis kategoriseres etter hvilket signal som blir produsert ved bioreseptoren. Hovedkategoriene regnes ofte som elektrokjemiske-, fysiske-, og optiske biosensorer:
Elektrokjemiske biosensorer måler konsentrasjonen av spesifikke kjemiske stoffer, ved å konvertere kjemiske reaksjoner til elektriske signaler. Den består av to elektroder (elektriske ledere), som er senket i en saltløsning. Når stoffet som skal registreres kommer i kontakt med saltløsningen, skjer det en kjemisk reaksjon på en av de to elektrodene. Den kjemiske reaksjonen produserer strøm, som er proporsjonal med konsentrasjonen av stoffet som skal registreres.
Fysiske biosensorer måler konsentrasjonen av eller oppdager spesifikke biologiske eller kjemiske stoffer ved å registrere små fysiske endringer. Et eksempel på en fysisk endring er en økning i masse. Transduseren omdanner den registrerte forskjellen i masse til et elektrisk signal, som så kan analyseres.
Optiske biosensorer registrerer optiske endringer, for eksempel endringer i bølgelengde eller lysintensitet, for å måle konsentrasjonen av eller oppdage spesifikke biologiske eller kjemiske stoffer.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.