Biosentsoreak lagin mota ezberdinetako analitoak detektatzeko edo/eta kuantifikatzeko erabiltzen diren gailuak dira. Azken urteetan, emaitzak eskuragarriago izateko, telefono mugikorretan eta aplikazio adimendunetan oinarritutako hainbat biosentsore garatu dira.
Biosentsoreetan, analizatu nahi den substantziaren (analitoaren) eta biohartzaile deritzon material biologiko baten arteko elkarrekintzaren ondorioz seinale bat sortzen da. Seinale hori transduktore batek seinale fisiko-kimiko neurgarri bihurtzen du. Batzuetan, transduktoreak emandako seinalea zuzenean irakur daiteke -kolorearen kasuan, adibidez- baina, besteetan, era analogikotik digitalera eraldatu behar da eta horretarako prozesadorea ere behar da.
Biohartzaileak eta transduktoreak, beraz, biosentsoreen funtsezko osagaiak dira. Biohartzaileak, besteak beste, entzimak, proteinak, zelulak eta inmunosentsoreak izan daitezke. Transduktoreen kasuan, bestalde, elektrokimikoak dira erabilienak (mota horretako transduktorea duten biosentsoreen merkatuaren diru-sarrera % 71,4 izan zen 2022an), baina beste mota batzuk ere badaude, esaterako, optikoak, termikoak, elektronikoak eta grabimetrikoak.
Biosentsoreak erabiliz, analisi kualitatiboak, erdikuantitatiboak edo kuantitatiboak burutu daitezke. Gailu horien propietate analitikoen artean azpimarragarriena espezifikotasuna da; hau da, laginean konposatu ezberdin asko izanda ere, analito bakarra era espezifikoan detektatzeko ahalmena daukate. Nabarmentzekoak dira baita ere analisi horien erreproduzigarritasuna, sendotasuna, sentsibilitatea eta linealtasuna.
Biosentsoreak geroz eta ohikoago
Aplikazioei dagokienez, medikuntza-osasuna da eremurik indartsuena, batez ere arreta-guneko probak eta etxeko osasun-diagnostikoak egiteko. Arlo horretan gaur egun gehien ezagutzen diren biosentsoreak diabetesa kontrolatzeko gailua eta haurdunaldiaren testa dira. Bestetik, 2020-2022 urteetan Covid-19aren detekziorako biosentsorea ere oso ospetsua bihurtu zen. Baina beste alor askotan ere erabilgarritasun handia dute biosentsoreek. Elikagaien industrian, esaterako, lehengaien kalitatea eta prozesaketa kontrolatzeko erabili daitezke (elikagaien freskotasuna edo heldutasun-maila determinatzeko), eta baita produktuen segurtasuna bermatzeko ere; hau da, konposatu kaltegarrien presentzia (patogenoak, alergenoak, biotoxinak eta abar) detektatzeko ere erabil daitezke.
Ingurumenaren alorrean, uretan eta lurzoruan dauden hainbat metal astunen biodetekzioa eta plastikoen degradazioaren monitorizazioa aipa daitezke, besteak beste. Gainera, mikroplastikoen presentziak sortutako toxikotasuna neurtzeko ere balio dute. Nekazaritzan, elikagaien ekoizpenari kalte egin diezaioketen izurriteak, birusak, patogenoak eta ingurumen-baldintzak detektatzeko tresna baliogarriak dira, elikagai-baliabideak alferrik gal ez daitezen. Biosegurtasunaren arloan eraso biologikoen (bioterrorismo delakoaren) kasuan babeserako erabaki azkarrak hartzeko balio dute.
Mundu mailan, 2022. urtean, biosentsoreen munduko merkatuaren balioa 26.800 milioi dolar izan zen, eta horien erabileraren eta salmentaren etorkizuna oso baikorra da. Urte horretan, Ameriketako Estatu Batuak (AEBk) izan ziren biosentsoreen merkatu-kuota handiena izan zuen herrialdea, biztanleen % 11,3ak diabetesaren tratamendua hartzen duelako eta biosentsoreak merkaturatzen dituzten enpresa indartsuenetarikoak herrialde horretan sortu direlako. Erabilerari dagokionez, arreta-guneko osasun-probak egiteko erabiltzen diren biosentsoreek merkatuko diru-sarreraren % 46,7 inguru eragin zuten 2022an, laborategi klinikoko probak pazientea tratatzen den lekutik gertu egitea ahalbidetzen baitute.
Nahiz eta biosentsoreak eskala industrialean fabrikatzeko erronka handiak gainditu behar diren, protagonismo gero eta handiagoa dute gure bizitzan. Biosentsore iraunkor, zehatz eta sentikor gehiago garatzeko premia handia dagoela aurreikusi da eta, erronka teknologikoak kontuak izanik, biologia, kimika, materialen zientzia, fabrikaziorako mikro-nanoteknologia eta merkatu bultzatzailea erabakigarriak izango dira berrikuntzak aurrera eramateko eta, azken finean, biosentsoreen erabilera unibertsala lortzeko.
Artikuluaren fitxa:
- Aldizkaria: Ekaia
- Zenbakia: 45
- Artikuluaren izena: Material biologikoen integrazioa teknologian: biosentsoreak
- Laburpena: Biosentsoreak XX. mendeko azken hamarkadetan garatzen hasi ziren gailu analitikoak dira eta derrigorrezko osagai bi dituzte: biohartzailea eta transduktorea. Haien ezaugarri nagusia material biologiko bat (entzima, proteina…) plataforma egokiarekin konbinatzean datza, analitoak sortutako efektua seinale neurgarri bihurtzeko. Analisi kualitatiboa, erdikuantitatiboa edo kuantitatiboa burutu daiteke biosentsoreak erabiliz. Gehien ezagutzen direnak diabetesa kontrolatzekoa eta haurdunaldia detektatzekoa diren arren, sektore askotan hedatzen ari dira eta, medikuntzarako aplikazioez gain, askotariko aplikazioak dituzte elikagaien industrian, nekazaritzan eta beste hainbat eremutan. Mundu mailan, oso baikorra da gailu hauen erabileraren eta salmentaren etorkizuna, eta merkatuaren urteko hazkuntza-tasa konposatua % 7-8 ingurukoa izango dela aurreikusi da 2023-2032 tartean. Nahiz eta biosentsoreak eskala industrialean fabrikatzeko erronka handiak gainditu behar diren, protagonismo gero eta handiagoa dute gure bizitzan, eta tresna baliagarriak dira premiazko erabakiak hartzeko. Beraz, artikulu honen helburua biosentsoreen mundu zabala irakurlegoari hurbiltzea da eta, horretarako, gailu horien osagaiak eta funtzioa deskribatzeaz gain, ezaugarri analitikoak eta sailkapena azalduko dira, erabilerako adibide ugariz hornituta.
- Egileak: Maite García-Hernando, Naiara Rojo, Astrid Barona, Lurdes Basabe-Desmonts, Fernando Benito-Lopez
- Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
- ISSN: 0214-9001
- eISSN: 2444-3255
- Orrialdeak: 229-244
- DOI: 10.1387/ekaia.23770
Egileez:
- Maite García-Hernando UPV/EHUko Microfluidics Clusterreko Lascaray Ikerguneko eta Kimika Analitikoa Saileko ikertzailea da.
- Naiara Rojo UPV/EHUko Gasteizko Ingeniaritza Eskolako Ingeniaritza Kimikoa eta Ingurumenaren Ingeniaritza Saileko ikertzailea da.
- Astrid Barona UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako Ingeniaritza Kimikoa eta Ingurumenaren Ingeniaritza Saileko ikertzailea da.
- Lurdes Basabe-Desmonts UPV/EHUko Lascaray Ikerguneko eta Ikerbasque ikertzailea da.
- Fernando Benito-Lopez UPV/EHUko Microfluidics Clusterreko Kimika Analitikoa Saileko ikertzailea da.
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.
