Biocapteurs et bio-imagerie

La biodétection et la bio-imagerie facilitent l'étude, au niveau moléculaire, des processus biologiques et pathologiques dans les systèmes vivants. Un biocapteur est un dispositif qui sert à détecter la présence ou la concentration d'un analyte biologique, d'une structure biologique ou d'un micro-organisme. Les biocapteurs sont utilisés en bioélectronique, dans le contrôle agro-alimentaire et environnemental et dans les applications biomédicales pour détecter des pathogènes, des toxines alimentaires et des biomarqueurs de maladies.

Les biocapteurs sont composés de trois éléments principaux : un élément de reconnaissance qui permet d'identifier l'analyte et qui produit un signal, un transducteur de signal, et un lecteur qui permet de mesurer et de quantifier le signal reçu. Les biorécepteurs comme les anticorps, les nucléotides, les enzymes ou les protéines, peuvent servir de molécules de reconnaissance qui se fixent au biomarqueur ou à l'analyte cible, ou qui interagissent avec lui. Les transducteurs de signal peuvent reposer sur différentes propriétés physicochimiques et générer, par exemple, un signal de sortie électrique, électrochimique, optique ou magnétique.

La bio-imagerie est une forme optique de la biodétection qui permet de créer des représentations visuelles non invasives des processus biologiques présents dans les cellules, les tissus et l'anatomie, pour un diagnostic et un traitement plus précis des maladies.

Le diagnostic par imagerie dans les applications in vivo peut être posé par tomodensitométrie, rayons X, imagerie à résonance magnétique (IRM) et IRMf, ou tomographie par émission de positons (TEP). Les applications in vitro recourent souvent à la microscopie de fluorescence par excitation à deux photons de haute résolution, à la redistribution/recouvrement de fluorescence après photoblanchiment (FRAP, fluorescence recovery/redistribution after photobleaching), et au transfert d'énergie de fluorescence par résonance (FRET, fluorescence resonance energy transfer).

Pour de plus amples informations, lisez notre numéro de Material Matters^™ dédié aux bio-essais et à la bio-imagerie.