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Biocapteur

Dispositif analytique constitué d'un élément biologique (enzyme, anticorps, acide nucléique) appelé biorécepteur et d’un transducteur. Le biorécepteur, qui reconnaît spécifiquement une molécule du milieu, induit en retour une information biochimique convertie par le transducteur  en un signal physique quantifiable. La construction d’un biocapteur suppose l’immobilisation du biorécepteur au proche contact du transducteur. Ensuite, la combinaison composant biologique et transducteur doit être judicieusement choisie de manière à permettre le dosage d’un composé d’intérêt dans un milieu complexe. Les deux parties peuvent être connectées à un système d’exploitation qui permet le traitement des données. Selon l'Union internationale de la chimie pure et appliquée (IUPAC), un biocapteur doit être petit et compact, avoir un signal réversible, donner des déterminations précises et établir une connexion réelle entre le matériel biologique et le transducteur.
 
Dans le biocapteur réputé le plus ancien, la réaction enzymatique catalysée par la glucose-oxydase est transformée en signal électrique afin de quantifier la concentration en glucose de son substrat.  Depuis, une centaine d’autres enzymes, les biocatalyseurs les plus répandus, ont été utilisées pour les biocapteurs, mais également des cellules et des parties de tissus.
 
En dehors de la catalyse enzymatique, où la consommation du substrat est continue, des reconnaissances par affinité biologique ou de biocomplexation  ont été exploitées : systèmes antigène/ anticorps, système récepteurs /agonistes… La réponse du biocapteur est alors basée sur l’interaction de l’analyte avec des macromolécules et un équilibre est atteint.
 
Les biocapteurs peuvent être classés selon le type de transducteur associé (électrochimique, optique, enthalpimétrique, massique) ou selon l’espèce détectée (substrat biologiques, nutriments, inhibiteurs, toxiques).
 
Le domaine du diagnostic biomédical est pionnier dans le développement des biocapteurs [BIO 7110]. Pour exemple, les biocapteurs implantables permettent aux diabétiques de suivre en continu leur glycémie [RE 108, ou encore les microbiocapteurs électrochimiques qui sont utilisés pour la détection de neurotransmetteurs. Autre innovation plus récente, des biocapteurs ont été mis au point pour la détection des pathogènes ou des virus dans des échantillons biologiques [BIO 7115]. Ces dispositifs diagnostiques rapides, sensibles et très sélectifs sont considérés comme une solution alternative aux techniques analytiques traditionnelles telles que la chromatographie liquide haute performance couplée à la spectroscopie de masse, ou la spectroscopie d’adsorption analytique, des techniques qui réclament du personnel hautement qualifié.

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Biocapteur dans les livres blancs


Biocapteur dans les ressources documentaires

  • Article de bases documentaires
  • |
  • 10 mai 2016
  • |
  • Réf : BIO7115

Application des biocapteurs pour la détection des pathogènes

Le développement de nouveaux outils de diagnostic et de pronostic des maladies infectieuses basés sur la reconnaissance d'un biomarqueur de pathogènes dans des échantillons biologiques est une discipline émergente. Actuellement, le diagnostic repose principalement sur des observations cliniques, cultures microbiologiques et divers tests moléculaires qui prennent du temps et souvent ne sont pas suffisamment sensibles. Cet article présente de nouvelles stratégies de détection de pathogènes qui ont permis l'élaboration de dispositifs diagnostiques rapides, sensibles et commercialisés qui montrent une capacité accrue en termes de facilité, de coût, de sensibilité et de spécificité.

  • Article de bases documentaires
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  • 10 févr. 2019
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  • Réf : CHV1620

Biocapteurs pour la surveillance des polluants dans l’environnement

La surveillance environnementale requiert des approches complémentaires aux méthodes physico-chimiques. Dans ce contexte, les biocapteurs apparaissent comme des solutions pertinentes. Ces outils, de par les mécanismes de reconnaissance biologique mis en œuvre, permettent d’appréhender la métrologie environnementale sous un angle différent : soit au travers de méthodes simplifiées permettant un usage terrain, soit en s’intéressant à des mesures spécifiques telles que la biodisponibilité, la persistance ou la toxicité. Cet article s’intéressera, en premier lieu, au principe et à l’architecture des biocapteurs, avant de présenter des exemples illustrés d’applications dans l’environnement.

  • Article de bases documentaires
  • |
  • 10 juil. 2017
  • |
  • Réf : S7717

Microdrones bio-inspirés

Aujourd’hui, les insectes volants sont perçus comme étant de véritables aéronefs minuscules et agiles, équipés d’un cerveau parcimonieux, capables de naviguer à vue en environnements imprévisibles. Comprendre leur fonctionnement permettrait de résoudre les différentes problématiques inhérentes à la miniaturisation des drones. Robotiser un drone d’environ 1 kg est envisageable en miniaturisant l’avionique existante, mais au détriment de leur autonomie en vol. En revanche, robotiser un drone d’environ 1 à 100 g nécessite une démarche innovante s’inspirant des insectes volants sur le plan de leur système de propulsion basé sur des ailes battantes, ou de leur système sensorimoteur basé principalement sur la vision pour se stabiliser, s’orienter, naviguer, ou pour voir et éviter les obstacles.


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