Биосенсоры на основе рецепторов клеток и других биомолекул. Кондуктометрический сенсор на основе переключателя ионного канала

 Ферменты. Стабильность фермента является, как правило, решающим фактором, определяющим время жизни сенсора; продолжительность непрерывного функционирования может составлять от одного дня до одного или двух месяцев.

Органеллы. Митохондрии, хлоропласты, целые клетки – бактерии, микроскопические грибы, а также срезы тканей растительного или животного происхождения используют в сенсорах как структуры, содержащие наборы ферментов. Основной недостаток биосенсоров этого типа – низкая селективность.

Клеточные рецепторы. Рецепторы животных клеток относятся к белкам, локализованным в мембранах и не обладающим каталитической активностью. Связывание анализируемого соединения с иммобилизованными рецепторами может быть измерено непосредственно пьезоэлектрическим преобразователем по изменению массы биоэлемента либо с помощью оптической техники на установках по измерению поверхностного плазменного резонанса.

Антитела (Am) и антигены (Аг). Образование комплекса Аг с Ат преобразователем биосенсора может быть измерено непосредственно или косвенно. Непосредственно можно зарегистрировать изменения массы с помощью акустического преобразователя, а также изменение угла отражения методом поверхностного плазменного резонанса. Связывание также может быть зарегистрировано техникой, основанной на использовании оптических методов, в случае, если Аг или Ат конъюгировано с флюоресцентной меткой; в биосенсорах электрохимического типа для проявления комплекса антиген/антитело применяют ферментную метку.

Два последних типа биосенсоров относятся к классу иммуносенсоров с косвенной детекцией.

Нуклеиновые кислоты. Последнее десятилетие отмечено интенсивным развитием методов электрохимической, микрогравиметрической и оптической детекции реакций гибридизации ДНК, а также использования ДНК как мишени воздействия. В ряде работ было показано, что электрохимические методы не обладают высокой чувствительностью и помехоустойчивостью, поэтому наиболее приемлемыми оказались акустический и оптический методы.

Метод кондуктометрии основан на измерении активной составляющей импеданса аналита. Обычно в одно плечо измерительного моста включают электрохимическую ячейку, а в другое – регулируемое сопротивление и переменный конденсатор для минимизации емкостного эффекта. Сопротивление ячейки измеряется путем уравновешивания плеч моста Вина, когда ток в диагонали моста равен нулю. На плечи моста подают переменное напряжение небольшой амплитуды, чтобы не произошло поляризации электродов.