Biosensori e bioimaging

I biosensori e il bioimaging facilitano lo studio a livello molecolare di processi biologici e patologici nei sistemi viventi. I biosensori sono dispositivi utilizzati per rilevare la presenza o la concentrazione di un analita biologico, di una struttura biologica o di un microrganismo. Trovano impiego in bioelettronica, nel monitoraggio alimentare e ambientale e nelle applicazioni biomediche per la rilevazione di patogeni, tossine alimentari e biomarcatori di specifiche patologie.  

I biosensori sono formati da tre componenti principali: un elemento di riconoscimento (biorecettore) che identifica l’analita e produce un segnale, un trasduttore di segnale e un lettore che misura e quantifica il segnale ricevuto. I biorecettori, come gli anticorpi, i nucleotidi, gli enzimi e le proteine, agiscono come molecole di riconoscimento e si legano o interagiscono con un analita o un biomarcatore specifico. I trasduttori di segnale possono funzionare sfruttando proprietà chimico-fisiche diverse, come per esempio output di tipo elettrico, elettrochimico, ottico o magnetico.

Il bioimaging è una forma ottica di biorilevazione, utilizzata per ottenere rappresentazioni visive non invasive dei processi biologici nelle cellule, nei tessuti e nelle strutture anatomiche per diagnosi più accurate e una migliore cura delle malattie. 

Le tecniche di diagnostica per immagini per applicazioni in vivo comprendono la radiografia, la tomografia computerizzata (TC), l’imaging a risonanza magnetica (RMI), la risonanza magnetica funzionale (RMF) e la tomografia a emissione di positroni (PET). Le applicazioni in vitro includono spesso la super-risoluzione, la microscopia a eccitazione di fluorescenza a due fotoni e le tecnologie di recupero di fluorescenza dopo photobleaching (FRAP) e di trasferimento di energia a risonanza di fluorescenza (FRET).

Per ulteriori informazioni, si rimanda al numero di Material Matters™ dedicato ai saggi biologici e al bioimaging.