Un biocapteur est constitué d'un bio-élément qui interagit avec un analyte et un transducteur qui convertit la réponse en un signal électrique. Le bioélément est habituellement un enzyme, un anticorps ou d'un microorganisme et le transducteur peut être optique, acoustique, électrochimique ou colorimétrique.
La première étape dans la préparation d'un bio-capteur est l'application de l'élément biologique à la surface du capteur. Le capteur peut être constitué d'un métal, un polymère ou un verre. La méthode la plus commune pour l'application du bio-élément consiste à revêtir le capteur avec l'élément biologique. Les bio-éléments les plus couramment utilisés comprennent des enzymes, des anticorps, des organelles, des tissus biologiques et des microbes. Revêtement du capteur peut être obtenue en utilisant la polylysine, aminosilane, un époxysilane ou de la nitrocellulose pour permettre la fixation de puces de silicium ou de verre de silice.
Le revêtement peut également être réalisé en fixant le bio-élément sur la couche de surface en utilisant des revêtements en couche de polymère chargée en variante. Parfois, les trois dimensions du treillis hydrogel ou un xérogel sont utilisés chimiquement ou physiquement pour piéger le bio-élément sur la surface. Le piégeage chimique des bio-éléments se réfère à une liaison chimique forte qui maintient l'élément en place, tandis que le piégeage physique signifie que l'élément est incapable de passer à travers les pores de la matrice de gel.
Sol-gel est de l'hydrogel qui est habituellement utilisé et est une silice vitreuse créé par la polymérisation de monomères en présence de silicates des éléments biologiques en utilisant piégeage physique. D'autres hydrogels utilisés comprennent l'acrylate hydrogel, qui polymérise à initiation radicalaire.
Le bio-élément et le capteur sont couplés entre eux dans l'une des quatre façons:
• Membrane piégeage - une membrane semi-perméable est utilisée pour séparer l'analyte et le bio-élément. Le capteur est fixé sur le bio-élément.
• Adsorption physique - Une combinaison de forces de van der Waals, des forces hydrophobes, des liaisons hydrogène, forces ioniques et sont utilisés pour fixer le biomatériau à la surface de la sonde.
• Matrice de piégeage - également appelé piégeage poreuse, une matrice d'encapsulation poreuse est créée autour de l'élément biologique pour l'aider à se lier à la sonde.
• La liaison covalente - La surface du capteur est traitée comme un groupe réactif qui se lie à la bio-élément.
