Biosensores

Un biosensor se define como un dispositivo compacto de análisis que incorpora un elemento de reconocimiento biológico (ácido nucleico, enzima, anticuerpo, receptor, tejido, célula) o biomimético (PIMs, aptámeros, PNAs) asociado a un sistema de transducción que permite procesar la señal producida por la interacción entre el elemento de reconocimiento y el analito.

El principio de detección deun biosensor se basa en la interacción específica entre el compuesto o microorganismo de interés y el elemento de reconocimiento. Como resultado de esta unión se produce la variación de una o varias propiedades físico-químicas (pH, transferencia de electrones, de calor, cambio de potencial, de masa, variación de las propiedades ópticas, etc) que detecta el transductor. Este sistema transforma larespuesta del elemento de reconocimiento en una señal electrónica indicativa de la presencia del analito sometido a estudio o proporcional a su concentración en la muestra. (5)

El término biosensor aparece en la literatura científica a finales de los años 70, aunque el concepto básico e incluso la comercialización comenzó antes.

El primer biosensor fue un analizador de glucosa desarrolladopor Clark y Lyons en 1962 y comercializado a partir de 1975 por Yellow Springs Instrument Company. Este biosensor se denominó “enzyme electrode” y consistía en una enzima glucosa oxidasa acoplada a un electrodo para oxígeno. La enzima oxida la glucosa y como consecuencia se produce un descenso proporcional de la concentración de oxígeno en la muestra, que es detectado por el electrodo. En los añossiguientes se desarrollaron electrodos enzimáticos para distintas sustancias de interés clínico mediante la unión de enzimas apropiadas a sensores electroquímicos.



El término biosensor comenzó a utilizarse a partir de 1977 cuando se desarrolló el primer dispositivo utilizando microorganismos vivos inmovilizados en la superficie de un electrodo sensible a amonio. Este dispositivo seutilizaba para detectar el aminoácido arginina y sus creadores lo denominaron “sensor bio-selectivo”. Posteriormente para acortar, se denominó “biosensor” y este término ha permanecido desde entonces para designar la unión entre un material biológico y un transductor físico. A partir de ese momento el diseño y las aplicaciones de los biosensores en distintos campos de la química analítica ha continuadocreciendo.
El desarrollo de los biosensores desde entonces ha estado centrado principalmente en el campo del diagnóstico clínico (con un gran éxito de los biosensores para glucosa) y existe un interés más reciente en los campos medioambiental, químico, farmacéutico y militar. En el campo agroalimentario, que es del que nos ocuparemos en este informe, su interés se centra en el análisis de lacomposición de los alimentos, en la seguridad alimentaria (detección de compuestos contaminantes, alérgenos, antinutrientes, toxinas y microorganismos patógenos) y en el control de procesos on line.
El número de publicaciones científicas, revisiones y patentes sobre biosensores desarrollados en los últimos años es muy elevado, lo que refleja el gran interés que despierta este tema en la comunidadcientífica. A pesar de este interés, la salida de estos dispositivos del laboratorio al mercado agroalimentario ha sido lenta (5), salvo algunas excepciones, debido a una serie de obstáculos relacionados principalmente con las características del propio mercado (legislación, inercia metodológica, capacidad de absorción, etc).
El desarrollo de las diferentes tecnologías implicadas en el diseño yconstrucción de biosensores ha permitido en los últimos años solventar las dificultades técnicas que inicialmente presentaban estos dispositivos para su aplicación en la industria agroalimentaria. La diversidad de dispositivos ensayados en la actualidad, con diferentes combinaciones entre los distintos elementos que los componen, permite un diseño a la carta de los biosensores que cubre, desde el...