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Home Chimica

Biosensore

di Chimicamo
1 Luglio 2021
in Chimica, Chimica Analitica
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Biosensore-chimicamo

Biosensore-chimicamo

Un biosensore può essere generalmente definito come un dispositivo che consiste di un sistema di riconoscimento biologico e di un trasduttore per l’elaborazione del segnale, per l’analisi di un particolare analita.

Sommario nascondi
1 Funzionamento
2 Usi

La principale caratteristica di un biosensore è la specificità che è garantita dall’utilizzo di recettori biologici che per loro natura intrinseca sono specifici verso un particolare analita.

Funzionamento

Un biosensore è costituito da un biorecettore specifico per l’analita da caratterizzare come, ad esempio un enzima, un anticorpo o un acido nucleico.

Il segnale generato dall’interazione tra il biorecettore e l’analita che può essere di tipo elettrico, ottico o termico è convertito da un trasduttore in segnale elettrico che è amplificato e letto da un detector. Il dato viene convertito nell’unità di concentrazione voluta e trasferito su un display.

Lo schema di un biosensore è riportato in figura:

biosensori

Il biorecettore deve essere in grado di interagire in modo specifico con l’analita ovvero deve interagire in modo quantitativo esclusivamente con esso e non con altre specie eventualmente presenti.

Deve essere caratterizzato da elevata sensibilità, velocità nella misurazione e basso costo.

Il trasduttore può essere di tipo elettrochimico, ottico, termico o acustico.
I trasduttori elettrochimici si suddividono in:

  • potenziometrici in cui la variazione del potenziale è funzione della concentrazione di ioni
  • amperometrici in cui il potenziale dell’elettrodo è costante ed è sufficiente ad ossidare o ridurre l’analita.

I trasduttori ottici vengono usati quando la reazione catalizzata dall’enzima dà luogo a prodotti colorati, fluorescenti o a luminescenza e sono costituiti da fibre ottiche.

Quelli di tipo acustico sono costituiti da cristalli di quarzo piezoelettrici posti in un campo elettrico alternato e soggetti a deformazione meccanica che induce risonanza a una particolare frequenza che dipende dalla massa del cristallo. Le variazioni di massa sono rivelate da variazioni nella frequenza di oscillazione del cristallo.

  Bauxite

Usi

I biosensori infatti sostituiscono spesso le tradizionali analisi di laboratorio quindi devono essere di facile utilizzo, rapidi ed economici. Un esempio di biosensore è costituito dal glucometro che consente alle persone diabetiche di misurare più volte al giorno il proprio tasso glicemico che si basa sulla quantità di glucosio convertita dall’enzima glucosio-ossidasi (GOD) in acido gluconico.

La concentrazione del prodotto di reazione, nella fattispecie l’acido gluconico, può essere rilevata elettrochimicamente misurando la variazione di pH dovuta alla formazione dell’acido.

I biosensori trovano larga applicazione in campo medico per la determinazione di

  • glucosio
  • creatinina
  • proteine
  • lattato
  • piruvato

Essi possono essere usati per analisi ambientali come per l’analisi di:

  • pesticidi
  • contaminanti
  • erbicidi

Sono usati per analisi di alimenti al fine di determinare nutrienti, coloranti, dolcificanti e conservanti oltre che nel monitoraggio di processi e nel controllo di qualità

Negli ultimi anni l’uso biosensori si è esteso alla determinazione delle specie più svariate quali droghe, sostanze proibite ed esplosivi. Inoltre si stanno sviluppando nano-biosensori con caratteristiche in grado di rilevare bassissime concentrazioni di analita

Tags: acidi nucleiciacido gluconicocolorantiquarzo

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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