Détection du glucose à l'aide d'un biocapteur de fabrication artisanale 2/5 - Qu'est-ce qu'un biocapteur ?
Ce chapitre fait partie de la série "Détection du glucose avec un biocapteur autodidacte basé sur la glucose oxydase". Cette section fournit une introduction de base aux biocapteurs. Les chapitres suivants développent les principes de base des biocapteurs, leur production et la manière dont ils peuvent être utilisés pour détecter le glucose.
Qu'est-ce qu'un biocapteur ?
Un biocapteur utilise un élément de reconnaissance biologique pour convertir un signal chimique en signal électrique. Ce concept très général est illustré à la figure 1.
Cette conversion peut être réalisée de différentes manières. Les éléments de reconnaissance biologique peuvent être des enzymes ou des éléments du système immunitaire. Une enzyme est un catalyseur biologique. Elle accélère les réactions ou les rend possibles dans des conditions données ; en outre, les enzymes sont très sélectives pour certaines réactions et ne transforment qu'une substance ou un groupe de substances spécifiques. Le système immunitaire d'un organisme complexe comme un mammifère produit des anticorps en réaction à du matériel biologique provenant de l'extérieur du corps. Les anticorps se lient à ce matériel biologique de manière spécifique. L'élément transducteur d'un biocapteur convertit la réaction au niveau de l'élément de reconnaissance en un signal électrique. Une méthode très courante consiste à utiliser une électrode comme transducteur. Un médiateur redox à diffusion libre est capable de transporter les électrons d'une enzyme redox vers l'électrode, formant ainsi le transducteur en même temps que l'électrode.
Biocapteurs commerciaux
Bien que le médiateur à diffusion libre combiné à l'enzyme à diffusion libre fonctionne à petite échelle, il ne convient pas à la version commercialisée d'un biocapteur. Le médiateur et l'enzyme seront éliminés par lavage et le capteur ne peut être utilisé qu'une seule fois et seulement dans de petits volumes définis.
Un meilleur système est un élément de reconnaissance biologique immobilisé. Si un médiateur est nécessaire, il doit également être immobilisé. L'immobilisation d'un élément de reconnaissance biologique doit être effectuée de manière à ce que l'enzyme, l'anticorps, etc. conserve son activité. Si la protéine perd sa structure en raison de l'immobilisation ou si le chemin du substrat de la masse à l'enzyme est bloqué, le capteur ne fonctionnera pas. Selon le système de détection, le mouvement du médiateur, les produits des réactions enzymatiques ainsi que les contre-ions doivent également être pris en compte lors de la conception d'un biocapteur.
Voir également le chapitre Biocapteur.