Différents types de ligands
Applications des biocapteurs : du contrôle des aliments à la recherche de vie sur Mars

L'utilisation d'un composé biologique permet d'apporter au biocapteur une grande spécificité. Les ligands les plus souvent employés sont les enzymes et les anticorps. Mais les cellules entières, les organites cellulaires, les acides nucléiques, les antigènes ou encore les récepteurs de molécules biologiquement actives (hormones, toxines, facteurs de croissance, neurotransmetteurs…) peuvent aussi être utilisés. Il est en fait possible d'utiliser toute molécule biologique permettant l'analyse spécifique de l'« analyte » recherché. Les composés biologiques fixés peuvent être séparés en deux catégories : ceux ayant une activité catalytique, comme les enzymes et les micro-organismes, et ceux fixant simplement l'analyte sans modification, comme les anticorps et les récepteurs. L'étape de reconnaissance peut donc révéler un événement soit dynamique, soit statique. La reconnaissance dynamique est principalement employée pour les biocapteurs à enzyme, alors que la reconnaissance statique est surtout utilisée pour les biocapteurs étudiant la formation d'un complexe anticorps-antigène. Chaque type d'événement peut produire un changement transformé en un signal quantifiable par le transducteur.

Enfin, d'autres molécules sont apparues récemment et présentent une aptitude à être utilisées comme ligands. Les aptamères sont des simples brins d'ADN ou d'ARN qui ont une capacité à reconnaître différentes cibles, notamment des protéines, avec de fortes affinité et spécificité. Ils sont faciles à immobiliser à la surface d'un biocapteur et peuvent être synthétisés de façon reproductible et en grande quantité [3].

Les lipocalines constituent une famille de protéines permettant le stockage ou le transport de composés organiques hydrophobes ou chimiquement sensibles. Par exemple, il est possible de modifier la conformation de la Bilin-Binding Protein (BBP), un membre de la famille des lipocalines, afin de lui conférer une affinité vis-à-vis d'antigènes particuliers comme la digoxigénine [4].

Enfin, les techniques d'impression moléculaire sont basées sur la préparation de polymères ayant une sélectivité prédéterminée pour une substance particulière, un groupement fonctionnel ou un analogue de structure [5]. Des monomères de matériaux plastiques, tels que les méthacryliques ou les styrènes, sont capables...