Biossensores: diferenças entre revisões

Um biossensor consiste de um sítio de reconhecimento biológico, um transdutor e um sistema eletrônico o qual possui um amplificador de sinal, um processador, e um display. Os transdutores e os componentes eletrônicos são combinados sistemas de microssensores CMOS<ref>{{Citar periódico|ultimo=Hierlemann|primeiro=A.|ultimo2=Brand|primeiro2=O.|ultimo3=Hagleitner|primeiro3=C.|ultimo4=Baltes|primeiro4=H.|data=2003-06|titulo=Microfabrication techniques for chemical/biosensors|url=http://dx.doi.org/10.1109/jproc.2003.813583|jornal=Proceedings of the IEEE|volume=91|numero=6|paginas=839–863|doi=10.1109/jproc.2003.813583|issn=0018-9219}}</ref>. O componente de reconhecimento biológico, chamado de bioreceptorbiorreceptor que usa biomoléculas de organismos ou receptores modelados a partir de sistemas biológicos para interagir com o analito de interesse. Essa interação é medida por um biotransdutor, que retorna um sinal de saída proporcional a presença do analito-alvo na amostra. O objetivo geral no desenvolvimento de um biossensor é a busca de poder realizar um teste rápido em algum local ou alguma amostra obtida<ref>{{Citar periódico|ultimo=Louie|primeiro=Angelique|data=2013-08-30|titulo=MRI biosensors: A short primer|url=http://dx.doi.org/10.1002/jmri.24298|jornal=Journal of Magnetic Resonance Imaging|volume=38|numero=3|paginas=530–539|doi=10.1002/jmri.24298|issn=1053-1807}}</ref>.

== BioreceptoresBiorreceptores ==

Em um biossensor, um bioreceptorbiorreceptor é designado para interagir com um analito específico de interesse, produzindo um efeito capaz de ser medido pelo transdutor. A alta seletividade para um determinado analito presente em uma matriz com outros compostos químicos ou biológicos é um requisito chave de um bioreceptorbiorreceptor. Os tipos de biomolécula que podem ser usadas são amplos, podendo classificar os biossensores de acordo com o tipo de interações que ocorre com o bioreceptorbiorreceptor: anticorpo/antígeno<ref>{{Citar periódico|ultimo=Juzgado|primeiro=A.|ultimo2=Soldà|primeiro2=A.|ultimo3=Ostric|primeiro3=A.|ultimo4=Criado|primeiro4=A.|ultimo5=Valenti|primeiro5=G.|ultimo6=Rapino|primeiro6=S.|ultimo7=Conti|primeiro7=G.|ultimo8=Fracasso|primeiro8=G.|ultimo9=Paolucci|primeiro9=F.|data=2017|titulo=Highly sensitive electrochemiluminescence detection of a prostate cancer biomarker|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=C7TB01557G|jornal=Journal of Materials Chemistry B|lingua=en|volume=5|numero=32|paginas=6681–6687|doi=10.1039/c7tb01557g|issn=2050-750X}}</ref>, enzimas/ligantes, ácidos nucleicos/DNA, estruturas celulares/células ou materiais biomiméticos<ref>{{Citar periódico|ultimo=Vo-Dinh|primeiro=T.|ultimo2=Cullum|primeiro2=B.|data=2000-03-01|titulo=Biosensors and biochips: advances in biological and medical diagnostics|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s002160051549|jornal=Fresenius' Journal of Analytical Chemistry|lingua=en|volume=366|numero=6-7|paginas=540–551|doi=10.1007/s002160051549|issn=0937-0633}}</ref>.

Um imunossensor utiliza a capacidade de alta especificidade de ligação dos anticorpos para um determinado composto ou antígeno. A natureza de especificidade das interações anticorpo-antígeno é análoga a ideia de chave-fechadura, ou seja, o antígeno só se ligará ao anticorpo se sua conformação estiver correta. O processos de ligação resultam em mudanças físico-químicas que, em combinação com um marcador como moléculas fluorecentesfluorescentes, enzimas, ou radioisótopos podem gerar um sinal resposta.

A alta especificidade de ligação e sua atividade catalítica fizeram as enzimas serem bioreceptoresbiorreceptores populares<ref>{{Citar periódico|ultimo=Marazuela|primeiro=María|ultimo2=Moreno-Bondi|primeiro2=María|data=2002-03-01|titulo=Fiber-optic biosensors – an overview|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s00216-002-1235-9|jornal=Analytical and Bioanalytical Chemistry|lingua=en|volume=372|numero=5-6|paginas=664–682|doi=10.1007/s00216-002-1235-9|issn=1618-2642}}</ref>. Sua capacidade de reconhecimento do analito pode ser feita por diversos mecanismos:

1 - A habilidade de catalizarcatalisar uma larga escala de reações;

Biossensores que empregam as interações de ácidos nucleicos podem ser referidos como genosensoresgenossensores. O processos de reconhecimento é baseado no princípio de complementaridade de pares de bases: adenina/timina e citosina/guanina no DNA. Se a sequência de ácido nucleico alvo é conhecida, sequencias complementares podem ser sintetizadas, marcadas e imobilizadas no sensor. O processo de ligação dos pares das bases é denominado de hibridização, podendo gerar um sinal ótico. O princípio de transdução mais utilizado nesses sensores é o de detecção ótica<ref name=":0" />.

células podem usadas como bioreceptoresbiorreceptores devido a sua alta sensibilidade com o meio ao redor e podem responder a diferentes tipos de estimulantes. As células tendem a ser ligar á superfície para que possam ser facilmente imobilizadas. Em comparação com as organelas, as células ficam ativas por um período mais longo e sua capacidade de reprodutibilidade as tornam reutilizáveis. elas são comummente utilizadas para detectar parâmetros globais como condições de estresse, toxicidade e derivados orgânicos. além disso, as células podem ser usadas para monitorar o efeito de algum tratamento de drogas. Em ambientes aquáticos, as células podem usadas para detectar contaminantes como herbicidas<ref>{{Citar periódico|ultimo=Védrine|primeiro=Christophe|ultimo2=Leclerc|primeiro2=Jean-Claude|ultimo3=Durrieu|primeiro3=Claude|ultimo4=Tran-Minh|primeiro4=Canh|data=2003-04|titulo=Optical whole-cell biosensor using Chlorella vulgaris designed for monitoring herbicides|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956566302001574|jornal=Biosensors and Bioelectronics|volume=18|numero=4|paginas=457–463|doi=10.1016/s0956-5663(02)00157-4|issn=0956-5663}}</ref>. Para isso, microalgas são aprisionadas em microfibra de quartzo e a fluorescência da clorofila (modificada) pelos herbicidas é coletada na ponta de um feixe de fibras óticas e transmitidas para um fluorímetro. As algas são continuamente produzidas e cultivadas para tal fim de medição. Os resultados mostram um limite de detecção nos níveis de sub-ppb. Outras células podem usadas para detecção de corrosão microbianas<ref>{{Citar periódico|ultimo=Dubey|primeiro=R.S|ultimo2=Upadhyay|primeiro2=S.N|data=2001-12|titulo=Microbial corrosion monitoring by an amperometric microbial biosensor developed using whole cell of Pseudomonas sp.|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0956566301002032|jornal=Biosensors and Bioelectronics|volume=16|numero=9-12|paginas=995–1000|doi=10.1016/s0956-5663(01)00203-2|issn=0956-5663}}</ref>, onde as células pseudomomonas sp. são isoladas da superfície do material corroído e imobilizada em uma membrana de acetilcelulose. Com isso, a atividade respiratória determinada pelo consumo de oxigênio possui uma elação linear com a concentração de ácido sulfúrico.

Existem também algumas desvantagens em utilizar os tecidos, como a falta de especifidadeespecificidade devido a interferência de outras enzimas e um tempo maior de resposta devido a barreira de transporte.