Physikochemische, biochemische und technologische Grundlagen der Biosensoren

Zusammenfassung

Biosensoren basieren auf der direkten räumlichen Kopplung einer immobilisierten biologisch aktiven Substanz mit dem Signalumwandler und einem elektronischen Verstärker (Abb. 2). Für die spezifische Erkennung der zu bestimmenden Substanz nutzen sie biologische Systeme auf unterschiedlich hohem Integrationsniveau (Tab. 1). Der erste Schritt dieser Wechselwirkung besteht in der spezifischen Komplexbildung zwischen der immobilisierten biologisch aktiven Substanz R und dem Analyten S. In Analogie zur Affinitätschromatographie werden Farbstoffe, Lectine, Antikörper oder Hormonrezeptoren in matrixgebundener Form für die molekulare Erkennung von Enzymen, Glykoproteinen, Antigenen oder Hormonen in sogenannten Affinitätssensoren ² benutzt. Die bei der Komplexbildung eintretende physikochemische Veränderung, beispielsweise von Schichtdicke, Brechungsindex, Lichtabsorption oder elektrischer Ladung, kann mit optoelektronischen Sensoren, potentiometrischen Elektroden oder Feldeffekttransistoren angezeigt werden. Nach dem Meßvorgang muß der Ausgangszustand durch Spaltung des Komplexes wiederhergestellt werden.