biosensore

biosensore

biosensóre s. m. – Sistema formato da un trasduttore di segnale e da un sistema biologico (enzima, anticorpo, tessuti, cellule ecc.), in stretto contatto fra loro. I b. consentono una determinazione rapida, diretta e selettiva di una particolare specie chimica (b. chimici), di specie biologiche (b. biologici) e di grandezze fisiche come, per es., la temperatura, la pressione ecc. (b. fisici). La specificità della risposta di questi dispositivi minimizza o elimina la necessità di manipolazioni preliminari del campione e rappresenta un’alternativa all’uso di sistemi analitici costosi e sofisticati. In particolare, sono sempre più studiati gli immunosensori, sistemi in cui l’elemento biologico è costituito da un anticorpo oppure da una sostanza a esso complementare (antigene) per la determinazione di piccole quantità di analiti in campo medico, ambientale e alimentare. Questi sistemi si basano sullo stesso principio dei saggi immunologici, ossia sul riconoscimento di una data specie chimica da parte del corrispettivo anticorpo e sull’affinità di quest’ultimo. Uno degli esempi dell’impiego degli immunosensori è rappresentato dalla misura, in fase gassosa, del coronavirus della SARS (SARS-CoV, Severe acute respiratory syndrome-Coronavirus) nell’espettorato.

Immunosensori elettrochimici monouso. – I sensori monouso hanno suscitato un notevole interesse in campo clinico, ambientale e alimentare, grazie alla possibilità di effettuare misure in maniera semplice, rapida ma soprattutto a costi limitati. Sono prodotti mediante elettrodi stampati o SPE (Screen printed electrodes), che rappresentano un’intera cella elettrochimica in pochi centimetri, con un elettrodo di lavoro, che funge sia da trasduttore di segnale sia da supporto per l’immobilizzazione dei biocomponenti, un elettrodo di riferimento e un contro elettrodo. Immunosensori di questo tipo sono utilizzati per la ricerca di micotossine (ocratossina A, OTA; aflatossina B1, AFB1; aflatossina M1, AFM1). Altri immunosensori elettrochimici sono stati sviluppati per la determinazione di batteri patogeni, quali Salmonella typhimurium ed Escherichia coli.

Immunosensori ottici. – Un immunosensore a fibra ottica è stato sviluppato per determinare le concentrazioni della micotossina fumonisina B1 (FB1) in campioni di granturco. Un metodo ottico molto sensibile, di ultima generazione, si basa sull’uso di una pellicola di oro metallico depositata su una superficie di vetro sottile, che funge da guida per la luce.

Biosensori a DNA. – Come sistemi di riconoscimento molecolare, oltre agli anticorpi, possono anche essere usati microrganismi, cellule, porzioni di tessuto animale oppure vegetale, enzimi, anticorpi, membrane e acidi nucleici. A tale categoria appartengono i b. enzimatici, che utilizzano un elemento biologico come catalizzatore di una reazione di trasformazione in grado di generare un segnale. Un esempio di questo tipo di b. è il sensore per la misura di glucosio, che prevede l’impiego dell’enzima glucosio ossidasi (GOD, glucose oxidase). Invece, i sensori ad affinità impiegano molecole, come recettori, anticorpi e acidi nucleici, in grado di legare specificamente l’analita. Dalla loro interazione si origina un complesso che provoca una modificazione del sistema. I b. elettrochimici a base di DNA, caratterizzati da rapidità di risposta, semplicità, sensibilità, economicità, rappresentano un interessante metodo per la determinazione non specifica della tossicità.