text:
# Біосенсор
Біосе́нсор (від грец. βιο — життя і лат. sensus — відчуття) або біодатчик — аналітичний пристрій, призначений для виявлення, кількісного визначення та аналізу специфічних біологічних речовин, які часто називають аналітами, у складних зразках. Біосенсор вимірює біологічні або хімічні реакції шляхом генерування сигналів, пропорційних концентрації аналіту в реакції.
Біосенсор працює за принципом використання елемента біологічного розпізнавання в поєднанні з датчиком для генерації вимірюваних сигналів, що відповідають присутності та концентрації цільового аналіту. Це поєднання біологічних компонентів із передовими технологіями датчиків дозволяє біосенсорам запропонувати швидкі, чутливі та специфічні можливості виявлення в різних областях. Ключові компоненти біосенсора складаються з елемента біологічного розпізнавання та перетворювача. Елемент біологічного розпізнавання, також відомий як біорецептор, відповідає за вибіркову взаємодію з цільовим аналітом. Біорецептори можуть включати ферменти, антитіла, нуклеїнові кислоти, клітини або біоміметичні матеріали, кожен з яких має високий ступінь специфічності та спорідненості до відповідних аналітів. Датчик, з іншого боку, перетворює взаємодію біорецептор-аналіт у вимірюваний сигнал. Використовуються різні механізми трансдукції, такі як електрохімічні, оптичні, п’єзоелектричні, термічні, які перетворюють біохімічні реакції в електричні, оптичні чи фізичні сигнали. Потім ці сигнали обробляються та інтерпретуються для отримання кількісної або якісної інформації про досліджуваний аналіт.
Біосенсори знаходять широке застосування в багатьох областях, включаючи охорону здоров’я, моніторинг навколишнього середовища, сільське господарство, безпеку харчових продуктів і біотехнології. В охороні здоров’я вони відіграють вирішальну роль у медичній діагностиці, постійному моніторингу біомаркерів і системах доставки ліків. Додатки моніторингу навколишнього середовища передбачають виявлення забруднювачів, хвороботворних мікроорганізмів та інших забруднень у повітрі, воді та ґрунті, сприяючи екологічній стійкості та здоров’ю населення. У сфері безпеки харчових продуктів біосенсори допомагають виявляти алергени, патогени та маркери псування, забезпечуючи якість і безпеку харчових продуктів.
В еволюції біосенсорів відбувся значний прогрес, зокрема мініатюризація, що призвело до портативних біосенсорних пристроїв, які можна носити. Інтеграція зі штучним інтелектом та Інтернетом речей (IoT) дозволила аналізувати дані та приймати рішення в режимі реального часу, підвищуючи точність і зв’язок мереж біосенсорів. Однак біосенсори також стикаються з проблемами та обмеженнями. До них належать стабільність і довговічність біологічних елементів, стандартизація, відтворюваність, економічна ефективність, етичні міркування та нормативні рамки, що регулюють їх розробку й використання, та конфіденційність даних. Біосенсори являють собою ключову технологію, яка революціонізує аналітичні методи виявлення, і тривають дослідження, спрямовані на розширення їх можливостей.

## Історія

### Ранні розробки
Виникнення біосенсорів сходить до ранніх концепцій використання біологічних систем для аналітичних цілей. Ідея використання біологічних елементів для виявлення конкретних речовин виникла, коли вчені шукали інновацйні методи для точних і ефективних вимірювань. Ранні розробки наприкінці 1950-х і на початку 1960-х років заклали основу для створення біосенсорів.
В 1950-х роках Леланд Кларк описав аналітичне застосування винайденого ним кисневого електрода, який у подальшому стали називати «електродом Кларка». Він призначався для вимірювання вмісту кисню в рідких і газових середовищах, зокрема в крові і тканинах організма.
Переломний момент в історії біосенсорів стався в 1962 році, коли Леланд Кларк і Чемп Лайонс розробили перший біосенсор на основі ферментів. Свої напрацювання Леланд Кларк спільно з Чампом Ліонсом опублікували 1962 року в статті «Електродні системи для безперервного моніторингу в серцево-судинній хірургії». Ця новаторська робота представила концепцію використання ферментів як елементів біологічного розпізнавання, поєднаних з електродами для виявлення та кількісного визначення аналітів. Робота Кларка та Лайонса заклала основу для подальшого прогресу в технології біосенсорів, продемонструвавши можливість проведення ферментативних реакцій для аналітичних цілей. У 1962 році Кларк виступив в Академії наук США, де повідомив результати експериментів, а також плани на майбутнє, пов'язані з можливістю аналізу складу біологічних рідин. Він розповів як можливо зробити електрохімічні сенсори (pH, полярографічні, потенціометричні або кондуктометричні електроди) більш «розумними», поєднуючи їх з ферментами. Вчений продемонстрував експеримент, у якому на електроді була іммобілізована глюкозооксидаза. Глюкоза окиснюється ферментом, процес супроводжувався споживанням кисню. Зниження концентрації кисню було пропорційно концентрації глюкози.
Термін «ферментний електрод», який спочатку використовувався для опису першого біосенсора на основі ферментів був прийнятий Апдайком і Хіксом для опису подібного пристрою в 1967 році. Гільбо і Монтальво використовували скляні електроди, поєднані з уреазою, для вимірювання концентрації сечовини за допомогою потенціометричного вимірювання замість амперометричного методу.
В електрохімічному співтоваристві в той період дослідження іонних іонселективних електродів були дуже активними, і ідея розширення діапазону датчиків до неелектрохімічних активних сполук була широко прийнята, навіть для неіоногенних речовин, таких як глюкоза. Відтоді було досягнуто великих успіхів у розробці високочутливих та селективних біосенсорних пристроїв, де біологічні елементи поєднуються з електрохімічними сенсорами. Деякі з них перераховані нижче:
- У 1976 році командою Клемена була розроблена «штучна підшлункова залоза біля ліжка», яка включала електрохімічний біосенсор глюкози. Незабаром після цього було вона почала продаватись компанією Miles (Elkhart) під назвою Biostator Glucose-Controlled Insulin Infusion System.[7]
- У 1984 році Касс і його колеги опублікували наукову статтю, яка демонструє використання фероцену та його похідних як посередників для амперометричних біосенсорів. Через кілька років глюкометр Medisense Exac Tech був випущений на ринок і став найбільш продаваним біосенсором у світі. Початковим продуктом був лічильник у формі ручки з одноразовим надрукованим електродом.[7]
- З 1999 року по теперішній час дослідження біосенсору призвели до розробки наноелектромеханічного біосенсора (BioNMES), квантових точок, наночастинок, нанокантилевера, нанодротин та нанотрубок.[10]

### Еволюція конструкцій біосенсорів
Сфера біосенсорів пережила швидку еволюцію від своїх рудиментарних форм до складних, мініатюрних систем. Ранні біосенсори переважно використовували ферментативні реакції та прості механізми перетворювача. Проте прогрес у матеріалознавстві, мікрофабрикаціях і біотехнологіях уможливив розробку більш складних і ефективних конструкцій біосенсорів. Удосконалення біосенсорної технології зосереджено на підвищенні чутливості, вибірковості та можливостей моніторингу в реальному часі. Це включало інновації в інженерії біорецепторів, розробку нових матеріалів перетворювачів і методи посилення сигналу. Ці вдосконалення призвели до створення біосенсорів, здатних виявляти аналіти в наднизьких концентраціях з винятковою специфічністю.
Постійне дослідження різноманітних методів трансдукції та інновацій у дизайні біорецепторів ознаменувало ключові моменти в історії біосенсорів, сприяючи еволюції цих пристроїв від стадії зародження до високопрогресивних і універсальних інструментів, які можна побачити сьогодні.

## Будова
Біосенсори поєднують в собі елементи біологічного розпізнавання (біорецептори) та перетворювачі, щоб розрізняти та кількісно визначати аналіти з точністю та специфічністю.

### Елементи біологічного розпізнавання
Суть біосенсорів полягає в їх елементах біологічного розпізнавання, які надають цим аналітичним пристроям специфічність і вибірковість. Ці елементи, включаючи ферменти, антитіла, нуклеїнові кислоти, клітини, тканини та полімери з молекулярним імпринтом, забезпечують цілеспрямовану взаємодію з аналітами, закладаючи основу для точного виявлення та кількісного визначення в різноманітних застосуваннях.
- Ферменти: ферментативні біосенсори використовують такі ферменти, як глюкозооксидаза[en], ацетилхолінестераза, уреаза та інші.[12][13] Ці елементи пропонують виняткову специфічність і каталітичну активність, розширюючи можливості застосування в біомедичних застосуваннях та клінічній діагностиці[14][15][16][17], моніторингу навколишнього середовища[18][19][20], сільському господарстві[21][22][23]  та оцінці якості харчових продуктів[24][25][26][27].
- Антитіла: такі біосенсори називають імуносенсори, і вони покладаються на моноклональні або поліклональні антитіла як елементи розпізнавання.[28][29][30] Їх незрівнянна специфічність у розпізнаванні антигенів дає змогу діагностувати захворювання[31][32], стежити за навколишнім середовищем[33] та перевіряти безпечність харчових продуктів[34][26][27][35].
- Нуклеїнові кислоти: використовуючи послідовності ДНК або РНК як елементи розпізнавання, біосенсори на основі нуклеїнових кислот використовують аптамери[36], ДНК-зими[en][37] або події гібридизації (Hybridization events)[38] для цілеспрямованого виявлення аналітів.[39][40][41] Вони найкращі в генетичному тестуванні[en], ідентифікації патогенів[42] та викристовуються для інших біомедичних застосувань[43], та в аналізі довкілля[44].
- Клітини та тканини: клітинні та тканинні біосенсори інтегрують живі клітини або тканини як елементи розпізнавання. Ці динамічні біосенсори пропонують відповіді в реальному часі на різні аналіти, служачи для оцінки токсичності, скринінгу ліків і моніторингу навколишнього середовища.[45][46][47][48][49]
- Полімери з молекулярним відбитком[en] (MIP): ці синтетичні полімери мають селективні сайти зв’язування, сформовані до конкретних цільових молекул, що відображають природні елементи розпізнавання. Біосенсори на основі MIP виявляють стабільність і специфічність, придатні для різних застосувань, включаючи хімічний і біологічний аналіз в медичній діагностиці[50][51] та інших сферах.[52][53][54]

### Перетворювачі
Перетворювачі служать перетворювачами біологічних взаємодій у вимірювані сигнали, що визначає ефективність і чутливість біосенсорних пристроїв.
- Електрохімічні перетворювачі: різноманітні методи охоплюють цю категорію, перетворюючи біологічні реакції в електричні сигнали, або підсилюючи наявні електричні сигнали.[55] Амперометричні біосенсори вимірюють зміни струму[56][57][58][59]; потенціометричні біосенсори виявляють зміни потенціалів під час окисно-відновних реакцій[60][61]. Спектроскопія імпедансу фіксує зміни в електричному імпедансі, пропонуючи високу чутливість[62].
- Оптичні перетворювачі: використовуючи зміни у властивостях світла внаслідок біологічних взаємодій, оптичні біосенсори включають методи поверхневого плазмонного резонансу (SPR)[63][64], флуоресценції[65][63][66][67], люмінесценції[68][69][70] та абсорбції.[71][72] Ці високочутливі методи знаходять широке застосування в біомедичних дослідженнях і медичній діагностиці[17][73][74], та моніторингу навколишнього середовища[75]. (див. також Нанофотоніка[71], Біофотоніка(інші мови))
- П’єзоелектричні перетворювачі: вимірювання змін маси на поверхні датчика, кварцові мікроваги[en][76][77][78] і пристрої з поверхневими акустичними хвилями[79][80][81][82][83] забезпечують високу чутливість і моніторинг у реальному часі.[84][85] Вони знаходять застосування в різних галузях від медичної діагностики[86][87][88] до аналізу навколишнього середовища[89].
- Термоперетворювачі: виявляючи теплові зміни в біохімічних реакціях, калориметричні біосенсори забезпечують чутливе виявлення без міток.[5] Ці біосенсори є корисними для вивчення кінетики ферментів, зв’язування лігандів і молекулярних взаємодій.[90][91]
- Механічні перетворювачі: ці перетворювачі вимірюють механічні зміни, спричинені біохімічними взаємодіями. Біосенсори на основі мікроконсольної балки (мікрокантилевера)[92][93] та наномеханічні біосенсори[94][95][96][97] пропонують високу чутливість, дозволяючи виявлення без міток і дослідження біомолекулярної взаємодії.[98]
- Перетворюваі електронних біосенсорів: електронні біосенсори спеціалізуються на перетворенні біологічних реакцій в електронні сигнали для виявлення. Ця категорія включає різноманітні платформи, такі як польові транзистори[99][100], провідні полімери[101][102], іон-селективні польові транзистори[en] (ISFET), вуглецеві нанотрубки або біосенсори на основі графену. Біосенсори на основі польових транзисторів використовують зміни електричного поля, тоді як провідні полімери впливають на зміни провідності через події зв’язування. ISFET вимірюють зміни концентрації іонів, а вуглецеві наноматеріали пропонують високу чутливість для виявлення біомолекул. Ці платформи являють собою прогресивний рубіж біосенсору, що використовує досягнення нанотехнологій і матеріалознавства для досягнення чутливого виявлення без міток у різних програмах.

Об’єднання ряду елементів біологічного розпізнавання з набоом механізмів трансдукції розширило універсальність біосенсорів у багатогранних застосуваннях.

## Класифікація біосенсорів
Біосенсори класифікують на основі елемента біологічного розпізнавання (біорецептора), який вони використовують, і принципу трансдукції, який використовується для перетворення біологічних реакцій у сигнали, які можна вимірювати.
Також, деякі класифікації зроблено залежно від системи виявлення (оптична, електрична, електронна, теплова, механічна та магнітна) і технології (нано, поверхневий плазмонний резонанс (SPR), біосенсори на чіпі (lab-on-chip), електрометри, і розгортається).

### На основі біологічного елемента розпізнавання
Біосенсори класифікуються відповідно до типу елемента біологічного розпізнавання (біорецептора), який вони використовують для виявлення цільового аналіту. Залежно від біорецептора біосенсори класифікуються як ферментативні біосенсори (найпоширеніший клас біосенсорів), імуносенсори (володіють високою специфічністю та чутливістю та особливо корисні для діагностики), аптамерні біосенсори або біосенсори на основі нуклеїнової кислоти (володіють високою специфічністю для мікробних штамів і нуклеїнової кислоти). -містять аналіт) і мікробні або цільноклітинні біосенсори.

#### Біосенсори на основі ферментів
Біосенсори на основі ферментів, що використовують каталітичну здатність і специфічність ферментів, утворюють наріжний камінь багатьох аналітичних платформ завдяки своїй універсальності та надійності. Інтеграція цих ферментів у платформи біосенсорів підкреслює їх ключову роль у вирішенні різноманітних аналітичних потреб у сферах медицини, довкіллєзнавства, сільського господарства та харчової промисловості. Їхня точність і надійність закладає основу для передових і ефективних технологій біосенсору, що приносить користь суспільству в різних критичних секторах.
- Глюкозооксидаза[en], яка широко використовується в біосенсорах, дозволяє точно контролювати рівні глюкози, що є критично важливим для лікування діабету та біомедичних досліджень метаболізму. Специфічність цього фермену для глюкози дозволяє проводити точні вимірювання в реальному часі, оптимізуючи діагностику.[105][106]
- Ацетилхолінестераза служить поза клінічними сферами. Її чутливість до нервово-паралітичних речовин та пестицидів допомагає в моніторингу навколишнього середовища, забезпечуючи швидке та чутливе виявлення, що має вирішальне значення для охорони здоров’я та безпеки громадського здоров'я.[107][108][109][110]
- Біосенсори на основі уреази забезпечують швидке визначення рівня сечовини, що є життєво важливим у клінічній діагностиці для оцінки функції нирок і в сільськогосподарських умовах для аналізу стану ґрунту. Їхня універсальність поширюється на оцінку якості харчових продуктів, гарантуючи безпеку та свіжість.[111][112][113][114]

#### Біосенсори на основі антитіл
Біосенсори на основі антитіл (імуносенсори), які керуються винятковою специфічністю антитіл або їх похідних молекул, володіють передовою точністю в розпізнаванні антигенів. Імуносенсори,стають незамінними в багатогранних застосуваннях, починаючи від складної медичної діагностики і закінчуючи пильним моніторингом навколишнього середовища та суворими перевірками безпеки харчових продуктів.
Їх висока чутливість і специфічність у ідентифікації різноманітних антигенів пропонує точне та швидке виявлення захворювань, патогенів і біомаркерів. Біосенсори на основі антитіл є інструментами для скринінгу захворювань, прогнозування та моніторингу терапії, даючи можливість покращити догляд за пацієнтами та результати лікування.
Крім медицини, імуносенсори відіграють вирішальну роль у моніторингу навколишнього середовища, виявляючи забруднювачі та патогени, забезпечуючи безпеку чистоти повітря, води та ґрунту. Більше того, у харчовій промисловості ці біосенсори захищають здоров’я споживачів, швидко ідентифікуючи харчові патогени та забруднювачі, забезпечуючи таким чином якість і безпеку харчових продуктів, що надходять на ринок.

#### Біосенсори на основі нуклеїнових кислот
Біосенсори на основі нуклеїнових кислот, які використовують послідовності ДНК або РНК, аптамери, ДНК-зими або події гібридизації (Hybridization events) як елементи розпізнавання, використовують принципи подій гібридизації або взаємодій, специфічних для послідовностей, щоб точно визначити цільові нуклеїнові кислоти. Цей механізм, заснований на комплементарному зв’язуванні послідовностей нуклеїнових кислот, забезпечує високоспецифічне та селективне виявлення в різних застосуваннях, служачи наріжним каменем у генетичному тестуванні та інших біомедичних застосуваннях, ідентифікації патогенів та аналізі середовища.
У рамках генетичного тестування ці біосенсори відіграють трансформаційну роль у ідентифікації конкретних генів, мутацій або цікавих послідовностей. Їх висока специфічність і точність полегшують діагностику генетичних розладів, сприяючи розвитку персоналізованої медицини та прогностичну оцінку. Наприклад, у діагностиці раку ці біосенсори допомагають ідентифікувати мутації або варіації, критичні для вибору лікування та моніторингу терапевтичних відповідей.
У ідентифікації патогенів біосенсори на основі нуклеїнових кислот служать швидкими та точними інструментами для виявлення вірусних, бактеріальних або грибкових патогенів. Їх здатність націлюватися на конкретні генетичні послідовності дозволяє раннє та точне виявлення інфекційних агентів, що має вирішальне значення для спостереження за захворюваннями, боротьби зі спалахами та забезпечення готовності громадської охорони здоров’я.
Крім того, в аналізі навколишнього середовища ці біосенсори роблять значний внесок у моніторинг якості води, виявлення забруднювачів навколишнього середовища та виявлення мікробних забруднень. Їхня специфіка дозволяє цілеспрямовано виявляти певні організми або генетичні маркери, що вказують на здоров’я навколишнього середовища, сприяючи своєчасному втручанню та зусиллям щодо збереження.

#### Біосенсори на основі клітин
Використовуючи живі клітини або частини тканин як елементи розпізнавання, ці біосенсори пропонують відповіді в реальному часі на різні аналіти, служачи для оцінки токсичності, скринінгу ліків і моніторингу навколишнього середовища.
Вони є цікавим вибором біорецепторів, оскільки вони забезпечують гнучкість у визначенні стратегії зондування, дешевші, ніж очищені ферменти та антитіла, і роблять виготовлення відносно простим і економічно ефективним. А завдяки прогресу в галузі синтетичної біології, мікрофлюїдики та літографії за останні п’ять років було зроблено багато захоплюючих подій у розробці біосенсорів на основі клітин. 3D-системи клітинної культури, інтегровані з електродами, тепер дають нові знання про патогенез і фізіологію захворювання, тоді як технологія матриці мікроелектродів (MEA), інтегрованої, до прикладу, в кардіоміоцити, буде стандартизована для оцінки серцевої токсичності, спричиненої ліками. Від клітинних мікрочипів для застосування з високою пропускною здатністю до плазмонних пристроїв для тестування антимікробної чутливості та появи мікробних біосенсорів на паливних елементах, клітинні біосенсори еволюціонували від простих інструментів для виявлення специфічних аналітів до багатопараметричних пристроїв для моніторингу та оцінки в реальному часі. Однак, незважаючи на ці досягнення, необхідно вирішити такі проблеми, як регенерація та термін зберігання, гетерогенність клітинних популяцій, високі перешкоди та високі витрати на допоміжне обладнання, перш ніж можна буде реалізувати повний потенціал клітинних біосенсорів у більших масштабах.
При оцінці токсичності ці біосенсори забезпечують більш біологічно релевантну реакцію, імітуючи фізіологічні стани людини, таким чином уможливлюючи точні оцінки токсичності для фармацевтичних препаратів, хімічних речовин і забруднювачів навколишнього середовища. (див. також Орган на чипі, Органоїд)
Крім того, у скринінгу лікарських засобів використання клітинних і тканинних біосенсорів пропонує платформу для високопродуктивного скринінгу, що дозволяє оцінити ефективність, токсичність і потенційні побічні ефекти ліків. Ці біосенсори допомагають прискорити процеси відкриття ліків і сприяють більш ефективній фармацевтичній розробці.
У моніторингу навколишнього середовища їх динамічний характер дозволяє виявляти складні взаємодії між забруднювачами та живими організмами. Вони дають цінну інформацію про вплив забруднювачів навколишнього середовища на біологічні системи, пропонуючи ранні попередження про потенційні екологічні загрози та керуючи зусиллями щодо збереження навколишнього середовища.
Адаптивність і реакція в режимі реального часу клітинних і тканинних біосенсорів відзначають їх як потужні інструменти в області біосенсорних технологій. Їх унікальна здатність імітувати біологічні реакції дозволяє проводити точніші, чутливі та прогнозні аналізи, сприяючи прогресу в токсикології, фармацевтиці та науках про навколишнє середовище.

#### Біосенсори на основі полімерів з молекулярним відбитком (MIP)
Ці синтетичні полімери — полімери з молекулярним відбитком — мають селективні сайти зв’язування, сформовані до конкретних цільових молекул, що відображають природні елементи розпізнавання. Біосенсори на основі MIP виявляють стабільність і специфічність, придатні для різних застосувань, включаючи хімічний і біологічний аналіз в медичній діагностиці та інших сферах.
Біосенсори на основі полімерів з молекулярним відбитком (MIP) представляють собою інноваційний рубіж у технології біосенсорів, що використовує синтетичні полімери зі спеціально розробленими сайтами зв’язування, створеними для імітації природніх елементів розпізнавання. Ці полімери виявляють чудову здатність вибірково зв’язуватися з конкретними цільовими молекулами, забезпечуючи стабільність і специфічність, що має вирішальне значення для різноманітних застосувань у хімічних і біологічних аналізах. Унікальна особливість біосенсорів на основі MIP полягає в їхніх спеціально створених місцях зв’язування, створених за допомогою методів молекулярного імпринтингу під час синтезу полімерів. Ці ділянки точно відповідають формі, розміру та функціональним групам цільових молекул, що забезпечує високоспецифічне та вибіркове розпізнавання, подібне до природних рецепторів. (див. також Хімія полімерів, Біополімери)
Стабільність біосенсорів на основі MIP робить їх надійними та пружними, здатними витримувати суворі умови навколишнього середовища та багаторазове використання без шкоди для їхньої специфічності зв’язування. Ця довговічність робить їх безцінними в різноманітних аналітичних програмах, де стабільність і відтворюваність є найважливішими.
Їхня універсальність охоплює різні сфери, включаючи моніторинг навколишнього середовища, фармацевтичний аналіз і оцінку безпеки харчових продуктів. У моніторингу навколишнього середовища біосенсори на основі MIP полегшують виявлення забруднюючих речовин або цільових молекул у складних матрицях, пропонуючи чутливі та специфічні можливості виявлення, критично важливі для захисту екосистем. Крім того, у фармацевтичній та харчовій промисловості ці біосенсори відіграють ключову роль у контролі якості, виявляючи специфічні сполуки, забруднювачі або алергени. Їхня специфічність забезпечує точну ідентифікацію цільових молекул, забезпечуючи безпеку продукту та відповідність суворим нормам.
Точність, стабільність і специфічність, притаманні біосенсорам на основі MIP, підкреслюють їхню важливість як потужних аналітичних інструментів, що обіцяють досягнення в різних наукових дисциплінах і промислових застосуваннях.

### На основі принципу перетворювача
Біосенсори також класифікують за принципом трансдукції, який використовується для перетворення біологічних взаємодій у вимірювані сигнали: як електрохімічні (які далі групуються як потенціометричні, амперометричні, імпедансні та кондуктометричні), електронні біосенсори, термічні біосенсори, оптичні та масові (гравіметричні).

#### Електрохімічні біосенсори
Різноманітні методи охоплюють цю категорію, перетворюючи біохімічні реакції в електричні сигнали, або підсилюючи наявні електричні сигнали.
- Амперометричні біосенсори вимірюють силу струму в результаті окисно-відновних реакцій, що відбуваються на поверхні сенсора. Їх висока чутливість дозволяє виявляти аналіти в низьких концентраціях, що робить їх безцінними в різних областях, таких як клінічна діагностика, моніторинг навколишнього середовища та оцінка безпеки харчових продуктів.[57][58][59]
- Потенціометричні біосенсори виявляють зміни потенціалів, що виникають внаслідок взаємодії між аналітом і поверхнею сенсора.[60][61][128] Ця модальність пропонує специфічність у виявленні іонів або сполук, знаходить застосування в вимірюванні рівня рН[129][130], вимірюванні ферментативної активності[131] та іон-селективному виявленні[132].
- Біосенсори на основі імпедансу вимірюють зміни в електричному імпедансі в результаті біомолекулярних взаємодій. Їхня здатність виявляти зміни провідності внаслідок подій зв’язування забезпечує високочутливий підхід без міток для застосувань біосенсору, включаючи гібридизацію ДНК, білок-білкові взаємодії та клітинні реакції.[62]

Інтеграція цих електрохімічних методів полегшує розробку високочутливих, швидких, чутливих і вибіркових біосенорних платформ, придатних для широкого спектру застосувань. Їх здатність перетворювати біологічні реакції в електричні сигнали забезпечує точне виявлення в реальному часі, сприяючи прогресу в діагностиці, моніторингу навколишнього середовища та біомедичних дослідженнях.

#### Оптичні біосенсори
Оптичні біосенсори представляють собою складний клас біосенсорних технологій, які використовують зміни у властивостях світла в результаті біологічних взаємодій. Ці біосенсори охоплюють низку методів, включаючи поверхневий плазмонний резонанс (SPR), флюоресценцію, люмінесценцію та методи на основі абсорбції, кожен з яких пропонує унікальні переваги у виявленні та кількісному визначенні аналітів.
- Поверхневий плазмонний резонанс (SPR) використовує зміни показника заломлення на поверхні датчика, що дозволяє виявляти біомолекулярні взаємодії в реальному часі без міток. Цей метод широко використовується у вивченні подій молекулярного зв’язування, пропонуючи високу чутливість і можливість відстежувати кінетику в реальному часі.[133][63][64]
- Біосенсори на основі флюоресценції[65][63][66][67] та люмінесценції[68][69][70] використовують випромінювання світла флуоресцентними або люмінесцентними молекулами під час збудження, що забезпечує високочутливе виявлення. Ці методи дозволяють виявляти низькі концентрації аналітів і сприяють мультиплексуванню, що дозволяє одночасно виявляти кілька цілей.
- Біосенсори на основі абсорбції вимірюють зміни в поглинанні світла молекулами, надаючи кількісну інформацію про концентрацію конкретних аналітів. Вони пропонують простоту та універсальність, що робить їх придатними для різноманітних застосувань у біомедичних дослідженнях та моніторингу навколишнього середовища.[71][72]

Відсутність міток в оптичних біосенсорах, а також їх висока чутливість і здатність виявляти найменші зміни, позиціонують їх як цінні інструменти в різних сферах, таких як медична діагностика та моніторинг, моніторинг навколишнього середовища та молекулярні дослідження. Їхня здатність забезпечувати кількісні та неінвазивні вимірювання в реальному часі робить значний внесок у вдосконалення біосенсорних технологій для різноманітних застосувань.
Як підмножину оптичних біосенсорів також виділють так звані метафотонні біосенсори. Метафотонні біосенсори маніпулюють світлом через наноструктури за межами оптичної поведінки природних матеріалів. Використовуючи метаматеріали та нанофотоніку, вони пропонують точний контроль над електромагнітними хвилями для посиленої модуляції властивостей матеріалу. Використовуючи такі конфігурації, як нанострижні та плазмонні метаповерхні, ці біосенсори досягають надзвичайної чутливості, забезпечуючи точне біомолекулярне виявлення. Резонансна метафотоніка, особливо діелектричні метаповерхні, революціонізує субхвильову оптику та обіцяє високий коефіцієнт пропускання та заломлення для розширеного рефрактометричного зондування. Інтеграція метафотонних біосенсорів у діагностику трансформує виявлення захворювань, пропонуючи економічно ефективні, чутливі та зручні рішення для персоналізованого медичного обслуговування.

#### П’єзоелектричні біосенсори
П’єзоелектричні перетворювачі: вимірювання змін маси на поверхні датчика, кварцові мікроваги і пристрої з поверхневими акустичними хвилями забезпечують високу чутливість і моніторинг у реальному часі. Вони знаходять застосування в різних галузях від медичної діагностики до аналізу навколишнього середовища.
П’єзоелектричні біосенсори використовують п’єзоелектричний ефект, коли механічна напруга створює електричний заряд у певних матеріалах, уможливлюючи точне виявлення шляхом визначення змін маси на поверхні датчика. Мікроваги з кварцового кристала (QCM) і пристрої з поверхневими акустичними хвилями (SAW) є прикладом цього принципу, пропонуючи високу чутливість і можливості моніторингу в реальному часі в програмах біосенсору.
- Кварцові мікроваги[en] (QCM) функціонують шляхом вимірювання змін частоти в кристалі кварцу, викликаних осіданням або видаленням маси на його поверхні. Ця технологія має виняткову чутливість, дозволяючи в режимі реального часу виявляти найменші зміни маси. Біосенсори QCM знаходять широке застосування у вивченні біомолекулярних взаємодій, моніторингу клітинних реакцій та аналізі тонких плівок.[136][76][77][78]
- Пристрої з поверхневими акустичними хвилями (SAW), які подібним чином використовують п’єзоелектричний ефект, поширюють акустичні хвилі поверхнею п’єзоелектричного матеріалу. Вони вимірюють зміни фазової швидкості або амплітуди хвилі в результаті молекулярного зв’язування або зміни маси на поверхні датчика. Біосенсори SAW пропонують високу чутливість, швидкий час відгуку та можливості безперервного моніторингу, що підходить для різноманітних застосувань біосенсору, таких як моніторинг навколишнього середовища та медична діагностика.[79][80][81][82][83][137][138]

Надзвичайна чутливість і функції моніторингу в реальному часі п’єзоелектричних біосенсорів роблять значний внесок у технологію біосенсору. Їх здатність розпізнавати тонкі зміни маси або молекулярні взаємодії є перспективною для просування біомедичних досліджень, моніторингу навколишнього середовища та розробки різноманітних діагностичних інструментів.

#### Електронні біосенсори
Електронні біосенсори включають ряд датчиків, які перетворюють біологічні реакції в електронні сигнали, сприяючи чутливому та швидкому виявленню:
- Польові транзистори: біосенсори на основі польових транзисторів (Bio-FET) використовують зміни в електричному полі на поверхні транзистора, викликані біомолекулярними взаємодіями. Ці біосенсори мають високу чутливість і застосовуються для виявлення ДНК, аналізу білка та діагностики захворювань.[99][100]
- Провідні полімери: біосенсори, що використовують електропровідні полімери, впливають на зміни електропровідності внаслідок зв’язування на поверхні полімеру. Ці біосенсори використовуються для виявлення різних біомолекул і забруднювачів навколишнього середовища.[101][102]
- Іон-селективні польові транзистори[en] (ISFET): ISFET вимірюють зміни концентрації іонів на поверхні сенсора внаслідок біохімічних реакцій.[139][140] Вони зазвичай використовуються для вимірювання pH і виявлення активності ферментів та антитіл.[141][142]
- Вуглецеві нанотрубки і біосенсори на основі графену: використовуючи унікальні електричні властивості наноматеріалів на основі вуглецю, ці біосенсори пропонують високу чутливість і вибірковість для виявлення біомолекул, патогенів і забруднень навколишнього середовища.[143][144][145][142]

#### Теплові біосенсори
Теплові біосенсори, які працюють за принципом виявлення змін тепла в результаті біохімічних реакцій, охоплюють різні модальності, одним з яких є калориметричні біосенсори.
Калориметричні біосенсори точно вимірюють тепло, яке утворюється або поглинається під час біохімічних процесів, таких як ферментативні реакції або події зв’язування. Ця техніка забезпечує високочутливе виявлення без міток шляхом кількісного визначення теплових змін, пов’язаних із певними взаємодіями чи реакціями.
Їхня здатність виявляти дрібні зміни теплових сигнатур робить калориметричні біосенсори корисними для вивчення кінетики ферментів, зв’язування лігандів і молекулярних взаємодій.

#### Механічні біосенсори
Механічні біосенсори, зосереджені на виявленні механічних змін, викликаних біохімічними взаємодіями, включають біосенсори на основі мікроконсольної балки (мікрокантилевера) та наномеханічні біосенсори. Ці інноваційні платформи пропонують виняткову чутливість, дозволяючи виявляти без міток і детально вивчати біомолекулярні взаємодії.
Біосенсори на основі мікроконсольної балки використовують мікромасштабні пучки, які зазнають відхилення через молекулярні взаємодії, що відбуваються на їх поверхні. Ці відхилення, які часто вимірюються як зміни вигину пучка або резонансної частоти, дозволяють чутливо виявляти події молекулярного зв’язування.
Подібним чином наномеханічні біосенсори використовують нанорозмірні структури для виявлення незначних змін у результаті біохімічних взаємодій. Ці пристрої мають високу чутливість, дозволяючи вимірювати сили або переміщення на нанорозмірі, дозволяючи детально охарактеризувати біомолекулярні взаємодії.
Висока чутливість і можливості виявлення без міток механічних біосенсорів позиціонують їх як потужні інструменти для вивчення біомолекулярних взаємодій, розробки ліків і нанотехнологій. Їх здатність точно вимірювати механічні зміни, викликані біохімічними процесами, відкриває шляхи для розуміння фундаментальних біологічних механізмів і розробки передових діагностичних і аналітичних інструментів.

## Застосування
Завдяки своїй універсальності, точності та можливостям моніторингу в реальному часі біосенсори знаходять широкий спектр застосувань у різних галузях промисловості та науки. Їх постійний розвиток пропонує інноваційні рішення та трансформаційний вплив у різних сферах, формуючи більш стійкий і здоровіший світ.

### Медицина та охорона здоров'я
Біосенсори революціонізують медичну діагностику, забезпечуючи швидке, чутливе та специфічне виявлення біомаркерів, патогенів і захворювань. Вони спрощують тестування на наявність різноманітних хвороб та патологій, покращуючи догляд за пацієнтами та результати лікування.
Існує нагальна потреба у швидкому клінічному моніторингу та діагностичних підходах, які пов’язують високу чутливість, вибірковість і швидку роботу з визначенням зразків. Недавній прогрес у біоаналітичних методах призвів до інтеграції звичайних біологічних концепцій із цифровим приладдям для створення легкої у використанні портативної системи. Біосенсори є значним проривом у наукових дослідженнях, який можна визначити як пристрій, який спирається на специфічні біохімічні реакції за участю ізольованих ферментів, імунних систем, тканин, органел або цілих клітин під час виявлення електричних, теплових або оптичних сигналів хімічних сполук. Вони мають потенціал уможливити виявлення біологічних речовин за допомогою біорозпізнавання та передачі сигналу економічно ефективно, високоточно та швидко, що пропонує великі перспективи для зміни медичної парадигми: від лікування до профілактики й діагностики, через потенціал біомолекул як біомаркерів захворювань.
Використання біосенсорів в охороні здоров’я стало ключовим у виявленні захворювань, моніторингу та оцінці лікування. Три важливі умови обумовлюють їх важливість: ідентифікація конкретних біомаркерів, використання неінвазивних методів моніторингу та розрізнення нормальних і хворобливих станів. Біосенсори, особливо в дослідженнях діабету, серцевих захворювань і онкопатологій, пропонують швидкий час реакції, доступність, зручність у використанні та потенціал для одноразових пристроїв, придатних для масового виробництва. Ці датчики показали багатообіцяюче застосування для діагностики таких захворювань, як малярія, деменція й хвороба Альцгеймера, інфекціні хвороби тощо.
Постійний прогрес у біосенсорних технологіях підкреслює їх глибокий вплив на охорону здоров’я, забезпечуючи шляхи для швидкого й точного виявлення захворювань, моніторингу та персоналізованих підходів до лікування для широкого спектру захворювань.

#### Застосування при діабеті
У лікуванні діабету біосенсори відіграють вирішальну роль у моніторингу рівня глюкози. Останні досягнення включають паперові датчики глюкози, інтегровані в смартфон чіпи для виявлення глюкози в слині та мікрофлюїдні біосенсори, що демонструють чудову стабільність і вибірковість у моніторингу глюкози в сироватці крові. Ці інновації обіцяють покращену профілактику та клінічну діагностику діабету, вирішуючи такі проблеми, як вартість, доступність і дискомфорт, пов’язані з традиційними методами моніторингу.

#### Застосування при серцево-судинних захворюваннях
Біосенсори, зосереджені на серцево-судинних захворюваннях, часто націлені на рівень холестерину та специфічні біомаркери, такі як мікроРНК-21. Аптасенсори для виявлення тропоніну Т (TnT) і портативні пристрої для постійного моніторингу життєво важливих показників у пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями демонструють значний потенціал для покращення діагностики, зниження рівня смертності та інтеграції телемедицини в звичайну практику охорони здоров’я.

#### Застосування в онкології
Розробка біосенсорів для діагностики раку передбачає різноманітні підходи, від електрохімічних біосенсорів для виявлення протипухлинних препаратів до нанокомпозитних електродів для виявлення метотрексату в зразках крові. Ці біосенсори демонструють високу чутливість, вибірковість і стабільність, пропонуючи багатообіцяючі інструменти для раннього виявлення раку та терапевтичного моніторингу.

#### Застосування при нейродегенеративних хворобах
Біосенсори для нейродегенеративних захворювань, таких як хвороба Паркінсона та Альцгеймера, включають передові технології, такі як рідкокристалічні біосенсори без міток та електрохімічні нейробіосенсори. Ці платформи демонструють виняткову чутливість у виявленні специфічних білків, пов’язаних із цими захворюваннями, що дозволяє ранню діагностику та потенційно покращує результати пацієнтів.

#### Біосенсори при інших захворюваннях
Окрім таких захворювань, як малярія, інфекції та ішемічна хвороба серця, біосенсори також відіграють ключову роль у боротьбі з COVID-19. Їх швидкі, недорогі та надійні можливості виявлення були продемонстровані за допомогою інноваційних підходів, таких як холестеричні рідкокристалічні біосенсори, паперові електрохімічні сенсори та біосенсори на основі CRISPR для виявлення SARS-CoV-2 у слині.

#### Перспективні технології

##### Персоналізована медицина
Перехід до персоналізованої медицини знаменує значну трансформацію в охороні здоров’я, відхід від узагальнених підходів до розгляду індивідуальних молекулярних профілів. Ця еволюція не тільки приносить користь пацієнтам, але й обіцяє довше, здоровіше життя при оптимізації використання ресурсів у сфері охорони здоров’я. Біосенсорні технології є перспективними на цій арені, пропонуючи децентралізовану, економічно ефективну ідентифікацію біомаркерів. Ця актуальна колекція аналітичної та біоаналітичної хімії висвітлює новаторські розробки біосенсорів для персоналізованої охорони здоров’я. Ці пристрої використовують наноматеріали, різноманітні біорецептори та нетрадиційні підкладки електродів.
Також, важлива особливість технології персоналізованих біосенсорів на місці надання медичної допомоги полягає в тому, що це може бути зроблено швидко і клінічним персоналом, який не навчений клінічним лабораторним наукам. Результати експрес-тесту можуть швидко дати лікарю або іншому медичному працівнику відповіді, які можуть допомогти їм вирішити, що робити або як лікувати пацієнта. Це корисно майже скрізь, від відділення невідкладної допомоги до пацієнта, який отримує допомогу вдома.
Крім того, персоналізована медицина — це галузь із величезним потенціалом для покращення якості життя пацієнтів, у якій терапевтичний моніторинг лікарських засобів (TDM) може надати корисну інформацію. Що ще важливіше, неправильна доза препарату є звичайним фактором лікарських помилок. Однак сучасна практика TDM займає багато часу та коштує, а також потребує спеціалізованих техніків. Одним із рішень є використання електрохімічних біосенсорів, які є недорогими, портативними та високочутливими.

##### Профілактична медицина
Носимі датчики здоров'я можуть стежити за здоров'ям користувача у режимі реального часу, що відкриває великі перспективи для профілактичної (превентивної) медицини. З розвитком апаратних технологій сенсорів і операційних систем функції переносних пристроїв поступово збагачуються більш різноманітними формами та точнішими фізіологічними показниками. Ці датчики рухаються до високої точності, безперервності та комфорту, вносячи великий внесок у покращення персоналізованого медичного обслуговування. Носимі біосенсори є ідеальною платформою для безперервного моніторингу здоров’я в режимі реального часу, які демонструють унікальні властивості, такі як автономне живлення, легкість, низька вартість, висока гнучкість, зручність виявлення та чудова відповідність.
Наприклад, наукова стаття 2022 року, опублікована в науковому журналі Nature Biomedical Engineering, описує переносний електрохімічний біосенсор для безперервного аналізу в поті під час фізичних вправ і в стані спокою слідових рівнів багатьох метаболітів і поживних речовин, включаючи всі незамінні амінокислоти та вітаміни. Біосенсор складається з графенових електродів, які можливо багаторазово регенерувати на місці, функціоналізованих метаболітно-специфічними полімерами (MIP) з молекулярним імпринтом, подібних до антитіл, і окислювально-відновних репортерних наночастинок, а також інтегрованим з модулями для індукції поту на основі іонофорезу, мікрофлюїдного відбору зразків поту, обробки сигналів і калібрування, та бездротового зв’язку. У добровольців біосенсор дозволяв у режимі реального часу відстежувати споживання амінокислот та їх рівні під час фізичних вправ, а також оцінювати ризик метаболічного синдрому (шляхом кореляції рівнів амінокислот у сироватці крові та поті). Моніторинг метаболітів для раннього виявлення аномальних станів здоров’я може також полегшити застосування в персоналізованному харчуванні.
БІосенсорні пристрої можуть розширити можливості лікарів первинної ланки, медсестер, фармацевтів та інших медичних працівників, а також пацієнтів, щоб швидко визначати та запроваджувати відповідні методи лікування та стратегії профілактики. Вони стануть значним стимулом для нових проактивних, прогностичних і профілактичних медичних пристроїв.

##### Штучний інтелект та інтеграція даних
Дані, отримані з таких джерел, як переносні датчики, медичні зображення, особисті записи про стан здоров’я та дані громадських організацій охорони здоров’я, призвели до значного зростання кількості інформації в медичних науках за останнє десятиліття. Удосконалення обчислювального обладнання, такого як хмарні обчислення, графічні процесори (GPU), програмовані вентильні матриці (FPGA) і тензорні процесори (TPU), забезпечують засоби для використання цих даних. Було розроблено низку складних методів штучного інтелекту (ШІ), щоб отримати цінну інформацію з обширних наборів великих даних у галузі охорони здоров’я. Ці інноваційні рішення використовують штучний інтелект для допомоги в моніторингу електрофізіологічних і електрохімічних сигналів організму, а також у діагностиці захворювань. Ці досягнення є прикладом тенденції до персоналізованої медицини, що забезпечує високоефективне, економічно ефективне та точне лікування на місці.
Крім того, досягнення у сфері інтернету речей та обчислювальних технологій, таких як ШІ-прискорювач, кордонні обчислення та федеративне навчання також пропонують песпективні застосування для цілей медицини.

#### Наномедицина
Біосенсори мають великий потенціал у сфері наномедицини. Ці пристрої готові зробити революцію в цільовій доставці ліків на клітинному рівні, пропонуючи новаторські кроки у фармакології. Крім того, біосенсори обіцяють надати безпрецедентне розуміння клітинної динаміки, прокладаючи шлях для новітньої діагностики та терапевтичних методів. (див. також Нанобіотехнологія)

### Біомедична інженерія
Хоч біосенсори є загалом сферою досліджень біоінженерії та біомедичної інженерії, якщо розглядати саме в контексті біомедичної інженерії, то біосенсори, зокрема, привносять значні інновації в технології медичної діагностики, моніторингу, медичних імплантів, тканинної інженерії, та багатьох інших.

#### Медичні імпланти
Удосконалення технології біосенсорів призвело до створення переносних і імплантованих пристроїв для безперервного моніторингу здоров’я. Ці пристрої відстежують життєво важливі функції, рівень глюкози та інші біомаркери, пропонуючи персоналізоване лікування та лікування захворювань. Біосенсори в медичних імплантатах відстежують такі фізіологічні параметри, як рівень глюкози або біомаркери, що дозволяє збирати дані в організмі в реальному часі. Вони полегшують раннє виявлення аномалій, покращують діагностичні можливості та дозволяють своєчасно втручатися. Ці датчики передають дані по бездротовому зв’язку, забезпечуючи віддалений моніторинг постачальниками медичних послуг і підтримуючи телемедицину. Інтегровані в системи замкнутого циклу, вони коригують лікування на основі інформації в реальному часі, покращуючи догляд за пацієнтами та безпеку. У майбутньому біосенсори можуть забезпечити цілеспрямовану доставку ліків в організм, революціонізуючи підходи до лікування.

#### Тканинна інженерія
Біосенсори в тканинній інженерії (включно з технологіями органоїдів та органів на чипі) та регенеративній медицині забезпечують моніторинг важливих параметрів, таких як рН, рівень кисню, концентрації іонів і метаболітів, та наявність поживних речовин та біомолекул, таких як глюкоза та аденозин, у створених тканинах, у реальному часі. Вони дозволяють оцінювати контроль якості, забезпечуючи життєздатність і зрілість тканин перед трансплантацією. Інтегровані в каркаси біосенсори можуть оптимізувати умови культивування та регулювати доставку ліків, підтримуючи ріст і регенерацію тканин. Ці датчики також сприяють розробці біогібридних систем, просуваючи створення функціональних сконструйованих тканин і потенційне застосування в регенеративній медицині та штучних органах.
Також, біосенсори сприяють створенню 3D-біодрукованих сенсорних пристроїв, оптимізуючи властивості біочорнила для передачі сигналу та використовуючи різноманітні технології друку для виготовлення біосенсорів. (див. також Друк органів) Крім того, біосенсори допомагають у вдосконаленні технологій «орган-на-чіпі», уможливлюючи моніторинг мікротканин і органоїдів у реальному часі, розширюючи можливості біомедичних досліджень.

### Сільське господарство
Біосенсори сприяють розвитку сільського господарства, особливо, сталого сільського господарства та точного землеробства, контролюючи стан ґрунту і сприяючи його родючості, виявляючи пестициди та оцінюючи захворювання рослин. (див. також Нанобіотехнологія)

### Харчова промисловість
У сфері якості харчових продуктів біосенсори відіграють важливу роль у моніторингу поживних речовин, ідентифікації забруднювачів, алергенів й патогенів, і забезпеченні безпеки харчових продуктів. Вони використовують такі нові технології, як мікрофлюїдні системи, роблячи технологію зондування більш доступною для використання на ринку. Вони контролюють свіжість, ідентифікують псування та перевіряють справжність інгредієнтів, забезпечуючи дотримання стандартів якості та охорону здоров’я населення.

### Екологічний моніторинг та довкіллєзнавство
У науках про навколишнє середовище біосенсори відіграють ключову роль у моніторингу якості повітря, води та ґрунту. Вони виявляють забруднюючі речовини, важкі метали, пестициди та мікробні забруднювачі, допомагаючи в оцінці екологічного ризику, контролі забруднення та збереженні екосистеми.

### Біотехнологія
Біосенсори в біотехнології сприяють вивченню біомолекулярних й білок-білкових взаємодій,а також експресії генів в генетичній інженерії, клітинних реакцій в клітинній інженерії, та різноманітних застосувань в синтетичній біології, просуваючи фундаментальні наукові та прикладні знання.

### Екологічна безпека
Біосенсори мають вирішальне значення для виявлення біологічних і хімічних загроз. Вони пропонують швидку ідентифікацію небезпечних речовин, біоагентів і токсинів.

## Перспетивні технології
Біосенсорні технології продовжують розвиватися, обіцяючи значний прогрес у різних областях. Невпинне прагнення до інновацій привело до розробки передових технологій, які підвищують чутливість, специфічність, портативність і універсальність біосенсорів. Деякі з найбільш перспективних технологій, що сприяють майбутньому біосенсорів представлені нижче.

### Інтеграція нанотехнологій
Нанотехнології революціонізували біосенсори, дозволивши створювати наноматеріали з винятковими властивостями. Наночастинки, нанодротини та нанотрубки пропонують збільшену площу поверхні, допомагаючи покращити іммобілізацію та виявлення біомолекул. Ці нанорозмірні компоненти значно підвищують чутливість і селективність біосенсорів, одночасно зменшуючи їх розмір і вимоги до потужності.

### Інтеграція Інтернету речей (IoT)
Включення біосенсорів у структуру IoT відкрило захоплюючі можливості для моніторингу та аналізу даних у реальному часі. Біосенсори з підтримкою IoT сприяють безперебійній передачі даних, дозволяючи безперервно віддалено контролювати фізіологічні параметри, умови навколишнього середовища тощо. Ця інтеграція сприяє швидкому реагуванню й профілактичній медичній допомозі, та ефективнішому управлінню ресурсами, наприклад, в точному рільництві та сталому сільському господарстві.

### Штучний інтелект і машинне навчання
Конвергенція біосенсорів з алгоритмами штучного інтелекту і машинного навчання проклала шлях для ефективнішого аналізу даних. Ці технології дають змогу біосенсорам інтерпретувати складні біологічні сигнали, розрізняти тонкі зміни та прогнозувати тенденції, полегшуючи ранню діагностику захворювань, персоналізовану медицину та точний моніторинг навколишнього середовища.

### 3D-друк
3D-друк пропонує неперевершену гнучкість у виготовленні біосенсорів, дозволяючи виготовляти точні складні структури. Ця технологія дозволяє розробляти індивідуальні біосенсори, адаптовані до конкретних застосувань, підвищуючи їх адаптивність у різних сферах, включаючи охорону здоров’я, моніторинг навколишнього середовища та безпеку харчових продуктів.

### Гнучкі носимі біосенсори
Поява гнучких носимих біосенсорів сприяє переосмисленню охорони здоров’я, забезпечуючи постійний неінвазивний моніторинг. Ці легкі, сумісні пристрої інтегруються в організм людини, відстежують життєво важливі показники, біомаркери та інші фізіологічні параметри, обіцяючи персоналізоване управління охороною здоров’я та раннє виявлення захворювань.

### Біосенсори на основі CRISPR
Використовуючи надзвичайну точність технології CRISPR-Cas, біосенсори, що містять системи CRISPR, пропонують неперевершену специфічність у виявленні генетичних послідовностей. Ці біосенсори мають величезний потенціал у швидкому та точному виявленні патогенів, генотипуванні та цілеспрямованому аналізі ДНК/РНК, революціонізуючи діагностику та біомедичні дослідження.

### Фотоніка та плазмоніка
Удосконалення фотоніки та плазмоніки революціонізували біосенсор, увімкнувши методології виявлення без міток і в реальному часі. Оптично активні біосенсори використовують принципи взаємодії світла та матерії, пропонуючи надчутливі можливості виявлення різних біомолекул, сприяючи швидкому та високопродуктивному аналізу.
Загалом, ці досягнення пропонують покращену чутливість, специфічність, портативність і адаптивність, що дає змогу біосенсорам переосмислити охорону здоров’я, моніторинг навколишнього середовища, сільське господарство, безпеку харчових продуктів та інші галузі. Синергія цих багатообіцяючих технологій пропонує світле майбутнє, де біосенсори продовжуватимуть відігравати важливу роль у вирішенні різноманітних суспільних проблем і сприянні інноваціям.

## Додаткова література

### Книги
- Серія книг Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors (Springer Nature, 2004-2021+)
- Ozkan, Sibel A.; Uslu, Bengi; Sezgintürk, Mustafa Kemal, ed. (2023). Biosensors: fundamentals, emerging technologies, and applications. (1st edition). Boca Raton London: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-032-03865-0.
- Jesús Villarreal-Gómez, Luis; Leticia Iglesias, Ana, ed. (2021). Biosensors - Current and Novel Strategies for Biosensing (англ., відкритий доступ по главам). IntechOpen. ISBN 978-1-83962-431-5.

### Журнали
- Biosensors and Bioelectronics (вебсайт) та X
- Sensors and Actuators B: Chemical (вебсайт)
- Analytical Chemistry (вебсайт)
- IEEE Sensors Journal
- Biosensors
- Sensors

### Статті
- Shanbhag Mahesh M.; Manasa G.; Mascarenhas Ronald J.; Mondal Kunal; Shetti Nagaraj P. (2023). Fundamentals of bio-electrochemical sensing. Chemical Engineering Journal Advances. doi:10.1016/j.ceja.2023.100516.
- Wu, Jie; Liu, Hong; Chen, Weiwei; Ma, Biao; Ju, Huangxian (2023-05). Device integration of electrochemical biosensors. Nature Reviews Bioengineering (англ.). doi:10.1038/s44222-023-00032-w.
- Naresh, Varnakavi; Lee, Nohyun (2021). A Review on Biosensors and Recent Development of Nanostructured Materials-Enabled Biosensors. Sensors (англ.). doi:10.3390/s21041109.

title: Біосенсор

wikitext:
[[Файл:Schematic diagram of typical biosensor.webp|міні|420x420пкс|Схема типового біосенсора.<ref name=":0">{{Cite news|title=A Review on Biosensors and Recent Development of Nanostructured Materials-Enabled Biosensors|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/21/4/1109|work=Sensors|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC7915135|pmid=33562639|doi=10.3390/s21041109|pages=1109|volume=21|issue=4|language=en|first=Varnakavi|last=Naresh|first2=Nohyun|last2=Lee}}</ref>]]
'''Біосе́нсор''' (від {{lang-gr|βιο}} — життя і {{lang-la|sensus}} — відчуття) або '''біодатчик''' — [[Аналітична хімія|аналітичний]] [[пристрій]], призначений для виявлення, кількісного визначення та аналізу специфічних біологічних речовин, які часто називають [[аналіт]]ами, у складних зразках. Біосенсор вимірює біологічні або хімічні реакції шляхом генерування сигналів, пропорційних концентрації аналіту в реакції.<ref>{{Cite news|title=Introduction to biosensors|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4986445/|work=Essays in Biochemistry|date=2016-06-30|accessdate=2023-12-24|issn=0071-1365|pmc=PMC4986445|pmid=27365030|doi=10.1042/ebc20150001|pages=1–8|volume=60|issue=1|first=Nikhil|last=Bhalla|first2=Pawan|last2=Jolly|first3=Nello|last3=Formisano|first4=Pedro|last4=Estrela}}</ref>

Біосенсор працює за принципом використання елемента біологічного розпізнавання в поєднанні з [[датчик]]ом для генерації вимірюваних сигналів, що відповідають присутності та концентрації цільового аналіту. Це поєднання біологічних компонентів із передовими технологіями датчиків дозволяє біосенсорам запропонувати швидкі, чутливі та специфічні можливості виявлення в різних областях. Ключові компоненти біосенсора складаються з елемента біологічного розпізнавання та [[перетворювач]]а. Елемент біологічного розпізнавання, також відомий як біорецептор, відповідає за вибіркову взаємодію з цільовим аналітом. Біорецептори можуть включати [[ферменти]], [[антитіла]], [[нуклеїнові кислоти]], [[Клітина|клітини]] або [[Біоміметика|біоміметичні]] матеріали, кожен з яких має високий ступінь специфічності та спорідненості до відповідних аналітів.<ref>{{Cite news|title=Guide to Selecting a Biorecognition Element for Biosensors|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.bioconjchem.8b00592|work=Bioconjugate Chemistry|date=2018-10-17|accessdate=2023-12-24|issn=1043-1802|pmc=PMC6416154|pmid=30216055|doi=10.1021/acs.bioconjchem.8b00592|pages=3231–3239|volume=29|issue=10|language=en|first=Marissa A.|last=Morales|first2=Jeffrey Mark|last2=Halpern}}</ref><ref name=":1">{{Cite news|title=Fundamentals of bio-electrochemical sensing|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266682112300073X|work=Chemical Engineering Journal Advances|date=2023-11-15|accessdate=2023-12-24|issn=2666-8211|doi=10.1016/j.ceja.2023.100516|pages=100516|volume=16|first=Mahesh M.|last=Shanbhag|first2=G.|last2=Manasa|first3=Ronald J.|last3=Mascarenhas|first4=Kunal|last4=Mondal|first5=Nagaraj P.|last5=Shetti}}</ref> Датчик, з іншого боку, перетворює взаємодію біорецептор-аналіт у вимірюваний [[сигнал]]. Використовуються різні механізми трансдукції, такі як електрохімічні, оптичні, п’єзоелектричні, термічні, які перетворюють біохімічні реакції в електричні, оптичні чи фізичні сигнали. Потім ці сигнали обробляються та інтерпретуються для отримання кількісної або якісної інформації про досліджуваний аналіт.<ref name=":2">{{Cite news|title=Transducer Technologies for Biosensors and Their Wearable Applications|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/6/385|work=Biosensors|date=2022-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9221076|pmid=35735533|doi=10.3390/bios12060385|pages=385|volume=12|issue=6|language=en|first=Emre Ozan|last=Polat|first2=M. Mustafa|last2=Cetin|first3=Ahmet Fatih|last3=Tabak|first4=Ebru|last4=Bilget Güven|first5=Bengü Özuğur|last5=Uysal|first6=Taner|last6=Arsan|first7=Anas|last7=Kabbani|first8=Houmeme|last8=Hamed|first9=Sümeyye Berfin|last9=Gül}}</ref>

Біосенсори знаходять широке застосування в багатьох областях, включаючи [[Охорона здоров'я|охорону здоров’я]], [[моніторинг навколишнього середовища]], [[сільське господарство]], [[Безпечність харчових продуктів|безпеку харчових продуктів]] і [[Біотехнологія|біотехнології]]. В охороні здоров’я вони відіграють вирішальну роль у [[Медична діагностика|медичній діагностиці]], постійному моніторингу [[біомаркер]]ів і системах доставки [[Лікарські засоби|ліків]]. Додатки моніторингу навколишнього середовища передбачають виявлення [[забруднювач]]ів, хвороботворних [[мікроорганізм]]ів та інших забруднень у [[Повітря|повітрі]], [[Вода|воді]] та [[ґрунт]]і, сприяючи екологічній стійкості та [[Здоров'я|здоров’ю]] населення. У сфері безпеки харчових продуктів біосенсори допомагають виявляти [[алергени]], [[патоген]]и та маркери псування, забезпечуючи [[Якість продуктів харчування|якість]] і безпеку [[Їжа|харчових продуктів]].

В еволюції біосенсорів відбувся значний прогрес, зокрема мініатюризація, що призвело до портативних біосенсорних пристроїв, які можна носити. Інтеграція зі [[Штучний інтелект|штучним інтелектом]] та [[Інтернет речей|Інтернетом речей]] (IoT) дозволила аналізувати [[дані]] та [[Прийняття рішення|приймати рішення]] в режимі реального часу, підвищуючи точність і зв’язок мереж біосенсорів. Однак біосенсори також стикаються з проблемами та обмеженнями. До них належать стабільність і довговічність біологічних елементів, стандартизація, відтворюваність, економічна ефективність, етичні міркування та нормативні рамки, що регулюють їх розробку й використання, та конфіденційність даних. Біосенсори являють собою ключову технологію, яка революціонізує аналітичні методи виявлення, і тривають дослідження, спрямовані на розширення їх можливостей.

== Історія ==
=== Ранні розробки ===
{{multiple image||width1=107|image1=Clark Electrode.png|caption1=Електрод Кларка|width2=180|image2=Dr. Leland C. Clark Jr 2005.jpg|caption2=Леланд Кларк у 2005 році|align=yes|direction=|total_width=|alt1=}}Виникнення біосенсорів сходить до ранніх концепцій використання біологічних систем для аналітичних цілей. Ідея використання біологічних елементів для виявлення конкретних речовин виникла, коли вчені шукали інновацйні методи для точних і ефективних вимірювань. Ранні розробки наприкінці [[1950-ті|1950-х]] і на початку [[1960-ті|1960-х]] років заклали основу для створення біосенсорів.

В 1950-х роках {{не перекладено|Леланд Кларк|Леланд Кларк|en|Leland Clark}} описав аналітичне застосування винайденого ним кисневого електрода, який у подальшому стали називати «електродом Кларка». Він призначався для вимірювання вмісту [[кисень|кисню]] в рідких і газових середовищах, зокрема в [[кров]]і і [[тканина]]х організма.

Переломний момент в історії біосенсорів стався в [[1962]] році, коли Леланд Кларк і Чемп Лайонс розробили перший біосенсор на основі ферментів. Свої напрацювання Леланд Кларк спільно з Чампом Ліонсом опублікували 1962 року в статті «Електродні системи для безперервного моніторингу в серцево-судинній хірургії».<ref>{{Cite news|title=ELECTRODE SYSTEMS FOR CONTINUOUS MONITORING IN CARDIOVASCULAR SURGERY|url=https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1749-6632.1962.tb13623.x|work=Annals of the New York Academy of Sciences|date=1962-10|accessdate=2023-12-24|issn=0077-8923|doi=10.1111/j.1749-6632.1962.tb13623.x|pages=29–45|volume=102|issue=1|language=en|first=Leland C.|last=Clark|first2=Champ|last2=Lyons}}</ref> Ця новаторська робота представила концепцію використання ферментів як елементів біологічного розпізнавання, поєднаних з [[електрод]]ами для виявлення та кількісного визначення аналітів. Робота Кларка та Лайонса заклала основу для подальшого прогресу в технології біосенсорів, продемонструвавши можливість проведення ферментативних реакцій для аналітичних цілей. У 1962 році Кларк виступив в [[Національна академія наук США|Академії наук]] США, де повідомив результати експериментів, а також плани на майбутнє, пов'язані з можливістю аналізу складу біологічних рідин. Він розповів як можливо зробити електрохімічні сенсори ([[pH]], [[Полярографія|полярографічні]], [[Потенціометрія|потенціометричні]] або [[кондуктометрія|кондуктометричні]] електроди) більш «розумними», поєднуючи їх з ферментами. Вчений продемонстрував експеримент, у якому на електроді була іммобілізована [[Оксидази|глюкозооксидаза]]. [[Глюкоза]] окиснюється ферментом, процес супроводжувався споживанням кисню. Зниження концентрації кисню було пропорційно концентрації глюкози.

Термін «ферментний електрод», який спочатку використовувався для опису першого біосенсора на основі ферментів був прийнятий Апдайком і Хіксом для опису подібного пристрою в [[1967]] році.<ref name=":87">{{Cite book
|url=http://link.springer.com/10.1007/978-0-387-36672-2_2
|title=A Brief Story of Biosensor Technology |last=Mascini
|first=Marco
|date=2006
|series=Biotechnological Applications of Photosynthetic Proteins: Biochips, Biosensors and Biodevices
|publisher=Springer US
|location=Boston, MA
|pages=4–10
|language=en
|doi=10.1007/978-0-387-36672-2_2
|isbn=978-0-387-33009-9
}}</ref> Гільбо і Монтальво використовували скляні електроди, поєднані з уреазою, для вимірювання концентрації сечовини за допомогою потенціометричного вимірювання замість амперометричного методу.<ref>{{Cite news|title=Urea-specific enzyme electrode|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01036a083|work=[[Journal of the American Chemical Society]]|date=1969-04|accessdate=2023-12-24|issn=0002-7863|doi=10.1021/ja01036a083|pages=2164–2165|volume=91|issue=8|language=en|first=George G.|last=Guilbault|first2=Joseph G.|last2=Montalvo}}</ref>

В електрохімічному співтоваристві в той період дослідження іонних іонселективних електродів були дуже активними, і ідея розширення діапазону датчиків до неелектрохімічних активних сполук була широко прийнята, навіть для неіоногенних речовин, таких як глюкоза.<ref name=":87" /> Відтоді було досягнуто великих успіхів у розробці високочутливих та селективних біосенсорних пристроїв, де біологічні елементи поєднуються з електрохімічними сенсорами.<ref name=":87" /><ref>{{Cite news|title=The Current Trends of Biosensors in Tissue Engineering|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/10/8/88|work=Biosensors|date=2020-08-03|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC7459738|pmid=32756393|doi=10.3390/bios10080088|pages=88|volume=10|issue=8|language=en|first=Yi-Chen Ethan|last=Li|first2=I-Chi|last2=Lee}}</ref> Деякі з них перераховані нижче:

* У [[1976]] році командою Клемена була розроблена «штучна підшлункова залоза біля ліжка», яка включала електрохімічний біосенсор глюкози. Незабаром після цього було вона почала продаватись компанією Miles (Elkhart) під назвою Biostator Glucose-Controlled Insulin Infusion System.<ref name=":87" />
* У [[1984]] році Касс і його колеги опублікували наукову статтю, яка демонструє використання [[фероцен]]у та його похідних як посередників для амперометричних біосенсорів. Через кілька років [[глюкометр]] Medisense Exac Tech був випущений на ринок і став найбільш продаваним біосенсором у світі. Початковим продуктом був лічильник у формі ручки з одноразовим надрукованим електродом.<ref name=":87" />
* З 1999 року по теперішній час дослідження біосенсору призвели до розробки наноелектромеханічного біосенсора (BioNMES), [[Квантова точка|квантових точок]], [[Наночастинка|наночастинок]], нанокантилевера, [[Нанодротини|нанодротин]] та [[Вуглецеві нанотрубки|нанотрубок]].<ref>{{Cite book
|url=http://myweb.sabanciuniv.edu/javed/files/2009/10/JHNiazi_Introductory-Week-Overview-history-types-of-biosensors.pdf
|title=Overview, History & Types of Biosensors. |last=Javed H, Niazi KM.
|year=2009
}}</ref>

=== Еволюція конструкцій біосенсорів ===
[[Файл:Three generations of the biosensor construction.webp|міні|3 покоління конструкції біосенсора (Mox: окислений медіатор; Mred: відновлений).<ref name=":0" />]]
Сфера біосенсорів пережила швидку еволюцію від своїх рудиментарних форм до складних, мініатюрних систем. Ранні біосенсори переважно використовували ферментативні реакції та прості механізми перетворювача. Проте прогрес у [[Матеріалознавство|матеріалознавстві]], мікрофабрикаціях і біотехнологіях уможливив розробку більш складних і ефективних конструкцій біосенсорів. Удосконалення біосенсорної технології зосереджено на підвищенні чутливості, вибірковості та можливостей моніторингу в реальному часі. Це включало інновації в інженерії біорецепторів, розробку нових матеріалів перетворювачів і методи посилення сигналу. Ці вдосконалення призвели до створення біосенсорів, здатних виявляти аналіти в наднизьких концентраціях з винятковою специфічністю.<ref>{{Cite news|title=Biosensors: sense and sensibility|url=http://xlink.rsc.org/?DOI=c3cs35528d|work=Chemical Society Reviews|date=2013|accessdate=2023-12-24|issn=0306-0012|doi=10.1039/c3cs35528d|pages=3184|volume=42|issue=8|language=en|first=Anthony P. F.|last=Turner}}</ref><ref name=":1" /><ref name=":2" />

Постійне дослідження різноманітних методів трансдукції та інновацій у дизайні біорецепторів ознаменувало ключові моменти в історії біосенсорів, сприяючи еволюції цих пристроїв від стадії зародження до високопрогресивних і універсальних інструментів, які можна побачити сьогодні.

== Будова ==
Біосенсори поєднують в собі елементи біологічного розпізнавання (біорецептори) та перетворювачі, щоб розрізняти та кількісно визначати аналіти з точністю та специфічністю.

=== Елементи біологічного розпізнавання ===
[[Файл:Schematic illustration of biosensing.png|міні|420x420пкс|Схематична ілюстрація біосенсору.<ref name=":2" />]]
Суть біосенсорів полягає в їх елементах біологічного розпізнавання, які надають цим аналітичним пристроям специфічність і вибірковість. Ці елементи, включаючи ферменти, антитіла, нуклеїнові кислоти, клітини, тканини та полімери з молекулярним імпринтом, забезпечують цілеспрямовану взаємодію з аналітами, закладаючи основу для точного виявлення та кількісного визначення в різноманітних застосуваннях.

* '''[[Ферменти]]''': ферментативні біосенсори використовують такі ферменти, як {{Не перекладено|Глюкозооксидаза|глюкозооксидаза|en|Glucose oxidase}}, [[ацетилхолінестераза]], [[уреаза]] та інші.<ref name=":8">{{Cite book
|url=http://www.intechopen.com/books/mems-sensors-design-and-application/enzyme-biosensors-for-point-of-care-testing
|title=Enzyme Biosensors for Point-of-Care Testing |last=Liu
|first=Chunxiu
|last2=Xu
|first2=Chenghua
|last3=Xue
|first3=Ning
|last4=Sun
|first4=Jian Hai
|last5=Cai
|first5=Haoyuan
|last6=Li
|first6=Tong
|last7=Liu
|first7=Yuanyuan
|last8=Wang
|first8=Jun
|date=2018-07-18
|editor-last=Yellampalli
|editor-first=Siva
|series=MEMS Sensors - Design and Application
|publisher=InTech
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.73249
|isbn=978-1-78923-394-0
}}</ref><ref name=":9">{{Cite news|title=Enzyme-Based Biosensors and Their Applications|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/4/476|work=Biosensors|date=2023-04|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10136108|pmid=37185551|doi=10.3390/bios13040476|pages=476|volume=13|issue=4|language=en|first=Yu-Fan|last=Fan|first2=Zhao-Bin|last2=Guo|first3=Guang-Bo|last3=Ge}}</ref> Ці елементи пропонують виняткову специфічність і каталітичну активність, розширюючи можливості застосування в [[Біомедицина|біомедичних]] застосуваннях та клінічній [[Діагностика (медицина)|діагностиці]]<ref name=":10">{{Cite news|title=Enzyme Biosensors for Biomedical Applications: Strategies for Safeguarding Analytical Performances in Biological Fluids|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/16/6/780|work=Sensors|date=2016-06|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC4934206|pmid=27249001|doi=10.3390/s16060780|pages=780|volume=16|issue=6|language=en|first=Gaia|last=Rocchitta|first2=Angela|last2=Spanu|first3=Sergio|last3=Babudieri|first4=Gavinella|last4=Latte|first5=Giordano|last5=Madeddu|first6=Grazia|last6=Galleri|first7=Susanna|last7=Nuvoli|first8=Paola|last8=Bagella|first9=Maria Ilaria|last9=Demartis}}</ref><ref>{{Cite news|title=РОЗРОБКА КОНДУКТОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ АРГІНІНДЕІМІНАЗИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ АРГІНІНУ|url=http://semst.onu.edu.ua/article/view/235200|work=Sensor Electronics and Microsystem Technologies|date=2021-10-04|accessdate=2023-12-24|issn=2415-3508|doi=10.18524/1815-7459.2021.2.235200|pages=4–13|volume=18|issue=2|first=O. O.|last=Soldatkin|first2=I. S.|last2=Kucherenko|first3=O. Ya.|last3=Sayapina|first4=D. Yu.|last4=Kucherenko|first5=S. V.|last5=Marchenko|first6=A. P.|last6=Soldatkin|first7=S. V.|last7=Dzyadevych}}</ref><ref name=":11">{{Cite news|title=Product Design: Enzymatic Biosensors for Body Fluid Analysis|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.9b02849|work=Industrial & Engineering Chemistry Research|date=2019-08-07|accessdate=2023-12-24|issn=0888-5885|doi=10.1021/acs.iecr.9b02849|pages=14284–14294|volume=58|issue=31|language=en|first=Zhiling|last=Zhang|first2=Xiang|last2=Zhang|first3=Ka Yip|last3=Fung|first4=Ka Ming|last4=Ng}}</ref><ref name=":3">{{Cite news|title=Enzymatic optical biosensors for healthcare applications|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590137022001716|work=Biosensors and Bioelectronics: X|date=2022-12-01|accessdate=2023-12-24|issn=2590-1370|doi=10.1016/j.biosx.2022.100278|pages=100278|volume=12|first=Kapil|last=Sadani|first2=Pooja|last2=Nag|first3=Xiao Yun|last3=Thian|first4=Soumyo|last4=Mukherji}}</ref>, [[Моніторинг довкілля|моніторингу навколишнього середовища]]<ref>{{Cite news|title=ВИКОРИСТАННЯ БІОСЕНСОРІВ ДЛЯ МОНІТОРИНГУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА|url=https://ojs.tdmu.edu.ua/index.php/visnyk-gigieny/article/view/10491|work=Вісник соціальної гігієни та організації охорони здоров'я України|date=2019-10-18|accessdate=2023-12-24|issn=2414-9470|doi=10.11603/1681-2786.2019.2.10491|pages=107–114|issue=2|first=V. P.|last=Martsenyuk|first2=I. V.|last2=Zhulkevych|first3=A. S.|last3=Sverstiuk|first4=N. A.|last4=Melnyk|first5=N. V.|last5=Kozodii|first6=I. B.|last6=Berezovska}}</ref><ref name=":12">{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/books/biosensors-for-environmental-monitoring/electrochemical-biosensors-containing-pure-enzymes-or-crude-extracts-as-enzyme-sources-for-pesticide
|title=Electrochemical Biosensors Containing Pure Enzymes or Crude Extracts as Enzyme Sources for Pesticides and Phenolic Compounds with Pharmacological Property Detection and Quantification |last=Colmati
|first=Flavio
|last2=Flório Sgobbi
|first2=Lívia
|last3=Ferreira Teixeira
|first3=Guilhermina
|last4=Silva Vilela
|first4=Ramon
|last5=Duque Martins
|first5=Tatiana
|last6=Oliveira Figueiredo
|first6=Giovanna
|date=2019-11-20
|editor-last=Rinken
|editor-first=Toonika
|editor2-last=Kivirand
|editor2-first=Kairi
|series=Biosensors for Environmental Monitoring
|publisher=IntechOpen
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.84220
|isbn=978-1-78923-823-5
}}</ref><ref name=":13">{{Cite news|title=Recent Trends in Biosensors for Environmental Quality Monitoring|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/22/4/1513|work=Sensors|date=2022-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC8879434|pmid=35214408|doi=10.3390/s22041513|pages=1513|volume=22|issue=4|language=en|first=Simona|last=Gavrilaș|first2=Claudiu Ștefan|last2=Ursachi|first3=Simona|last3=Perța-Crișan|first4=Florentina-Daniela|last4=Munteanu}}</ref>, [[Сільське господарство|сільському господарстві]]<ref name=":14">{{Cite news|title=Advances in Enzyme-Based Biosensors for Pesticide Detection|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/8/2/27|work=Biosensors|date=2018-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC6022933|pmid=29565810|doi=10.3390/bios8020027|pages=27|volume=8|issue=2|language=en|first=Bogdan|last=Bucur|first2=Florentina-Daniela|last2=Munteanu|first3=Jean-Louis|last3=Marty|first4=Alina|last4=Vasilescu}}</ref><ref name=":15">{{Cite news|title=Software for Matching Standard Activity Enzyme Biosensors for Soil Pollution Analysis|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/21/3/1017|work=Sensors|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC7867351|pmid=33540862|doi=10.3390/s21031017|pages=1017|volume=21|issue=3|language=en|first=Valentina A.|last=Kratasyuk|first2=Elizaveta M.|last2=Kolosova|first3=Oleg S.|last3=Sutormin|first4=Viktoriya I.|last4=Lonshakova-Mukina|first5=Matvey M.|last5=Baygin|first6=Nadezhda V.|last6=Rimatskaya|first7=Irina E.|last7=Sukovataya|first8=Alexander A.|last8=Shpedt}}</ref><ref name=":16">{{Cite news|title=Biosensor for agriculture and food safety: Recent advances and future perspectives|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S277323712200003X|work=Advanced Agrochem|date=2022-09-01|accessdate=2023-12-24|issn=2773-2371|doi=10.1016/j.aac.2022.08.002|pages=3–6|volume=1|issue=1|first=Xin|last=Wang|first2=Yunbo|last2=Luo|first3=Kunlun|last3=Huang|first4=Nan|last4=Cheng}}</ref>  та оцінці [[Якість харчових продуктів|якості харчових продуктів]]<ref name=":17">{{Cite news|title=Enzyme-based electrochemical biosensors for food safety: a review|url=https://www.dovepress.com/enzyme-based-electrochemical-biosensors-for-food-safety-a-review-peer-reviewed-fulltext-article-NDD|work=Nanobiosensors in Disease Diagnosis|date=2016-04-20|accessdate=2023-12-24|doi=10.2147/NDD.S64847|pages=29–39|volume=5|language=English|first=Harish|last=Kumar|first2=Rani|last2=Neelam}}</ref><ref>{{Cite news|title=Identification of parameters and investigation of stability of the mathematical model biosensor for measuring α-chaconine|url=https://visnyk.tntu.edu.ua/index.php?art=527|work=Scientific journal of the Ternopil national technical university|date=2019|accessdate=2023-12-24|doi=10.33108/visnyk_tntu2019.04.101|pages=101–111|volume=96|issue=4|first=V.|last=Martsenyuk|first2=A.|last2=Sverstiuk|first3=S.|last3=Dzyadevych}}</ref><ref name=":4">{{Cite news|title=Electrochemical Biosensors in Food Safety: Challenges and Perspectives|url=https://www.mdpi.com/1420-3049/26/10/2940|work=Molecules|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1420-3049|pmc=PMC8156954|pmid=34063344|doi=10.3390/molecules26102940|pages=2940|volume=26|issue=10|language=en|first=Antonella|last=Curulli}}</ref><ref name=":5">{{Cite news|title=Recent Advances in Electrochemical Enzyme-Based Biosensors for Food and Beverage Analysis|url=https://www.mdpi.com/2304-8158/12/18/3355|work=Foods|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=2304-8158|pmc=PMC10529900|pmid=37761066|doi=10.3390/foods12183355|pages=3355|volume=12|issue=18|language=en|first=Sudarma Dita|last=Wijayanti|first2=Lidiia|last2=Tsvik|first3=Dietmar|last3=Haltrich}}</ref>.
* '''[[Антитіла]]''': такі біосенсори називають ''імуносенсори'', і вони покладаються на [[Моноклональні антитіла|моноклональні]] або [[Поліклональні антитіла|поліклональні]] антитіла як елементи розпізнавання.<ref name=":94">{{Cite book
|url=http://www.intechopen.com/books/biosensors-micro-and-nanoscale-applications/immunosensors
|title=Immunosensors |last=Cristea
|first=Cecilia
|last2=Florea
|first2=Anca
|last3=Tertis
|first3=Mihaela
|last4=Sandulescu
|first4=Robert
|date=2015-09-24
|editor-last=Rinken
|editor-first=Toonika
|series=Biosensors - Micro and Nanoscale Applications
|publisher=InTech
|language=en
|doi=10.5772/60524
|isbn=978-953-51-2173-2
}}</ref><ref name=":95">{{Cite news|title=Recent Progress in Electrochemical Immunosensors|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/11/10/360|work=Biosensors|date=2021-10|accessdate=2023-12-25|issn=2079-6374|pmc=PMC8533705|pmid=34677316|doi=10.3390/bios11100360|pages=360|volume=11|issue=10|language=en|first=JeeYoung|last=Kim|first2=Min|last2=Park}}</ref><ref name=":96">{{Cite news|title=Recent Advances in Electrochemical Immunosensors with Nanomaterial Assistance for Signal Amplification|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/1/125|work=Biosensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9855954|pmid=36671960|doi=10.3390/bios13010125|pages=125|volume=13|issue=1|language=en|first=Avinash V.|last=Police Patil|first2=Yu-Sheng|last2=Chuang|first3=Chenzhong|last3=Li|first4=Ching-Chou|last4=Wu}}</ref> Їх незрівнянна специфічність у розпізнаванні [[антиген]]ів дає змогу діагностувати [[захворювання]]<ref name=":18">{{Cite news|title=The Role of Electrochemical Immunosensors in Clinical Analysis|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/9/3/86|work=Biosensors|date=2019-09|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC6784381|pmid=31324020|doi=10.3390/bios9030086|pages=86|volume=9|issue=3|language=en|first=Fariba|last=Mollarasouli|first2=Sevinc|last2=Kurbanoglu|first3=Sibel A.|last3=Ozkan}}</ref><ref name=":19">{{Cite news|title=The Applications of Electrochemical Immunosensors in the Detection of Disease Biomarkers: A Review|url=https://www.mdpi.com/1420-3049/28/8/3605|work=Molecules|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=1420-3049|pmc=PMC10144570|pmid=37110837|doi=10.3390/molecules28083605|pages=3605|volume=28|issue=8|language=en|first=Huinan|last=Chen|first2=Jialu|last2=Zhang|first3=Rong|last3=Huang|first4=Dejia|last4=Wang|first5=Dongmei|last5=Deng|first6=Qixian|last6=Zhang|first7=Liqiang|last7=Luo}}</ref>, стежити за [[Навколишнє середовище|навколишнім середовищем]]<ref name=":20">{{Cite news|title=Comparison of Electrochemical Immunosensors and Aptasensors for Detection of Small Organic Molecules in Environment, Food Safety, Clinical and Public Security|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/6/1/7|work=Biosensors|date=2016-03|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC4810399|pmid=26938570|doi=10.3390/bios6010007|pages=7|volume=6|issue=1|language=en|first=Benoit|last=Piro|first2=Shihui|last2=Shi|first3=Steeve|last3=Reisberg|first4=Vincent|last4=Noël|first5=Guillaume|last5=Anquetin}}</ref> та перевіряти безпечність харчових продуктів<ref name=":21">{{Cite news|title=Immunosensors for Food Safety: Current Trends and Future Perspectives|url=http://foodsafety.or.kr/journal/article.php?code=69680|work=Journal of Food Hygiene and Safety|date=2019-12-31|accessdate=2023-12-24|issn=1229-1153|doi=10.13103/JFHS.2019.34.6.509|pages=509–518|volume=34|issue=6|last=Department of Agriculture Biotechnology, Kwame Nkrumah University of Science and Technology, Private Mail Bag, University Post Office, Kumasi, Ghana|first2=Frank|last2=Daliri|first3=Agnes Achiaa|last3=Aboagye|first4=Vincent|last4=Kyei-Baffour|first5=Fazle|last5=Elahi|first6=Ramachandran|last6=Chelliah|first7=Eric Banan-Mwine|last7=Daliri}}</ref><ref name=":4" /><ref name=":5" /><ref name=":22">{{Cite news|title=Development, optimization and validation of an electrochemical immunosensor for determination of total aflatoxins in pistachio|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956713523002591|work=Food Control|date=2023-10-01|accessdate=2023-12-24|issn=0956-7135|doi=10.1016/j.foodcont.2023.109859|pages=109859|volume=152|first=Beatriz|last=Pérez-Fernández|first2=Britt Marianna|last2=Maestroni|first3=Shuichi|last3=Nakaya|first4=Sofia|last4=Bussalino|first5=Christina|last5=Vlachou|first6=Alfredo|last6=de la Escosura-Muñiz}}</ref>.
* '''[[Нуклеїнові кислоти]]''': використовуючи послідовності [[Дезоксирибонуклеїнова кислота|ДНК]] або [[Рибонуклеїнова кислота|РНК]] як елементи розпізнавання, біосенсори на основі нуклеїнових кислот використовують [[аптамер]]и<ref name=":23">{{Cite news|title=Nucleic Acid Aptamer-Based Biosensors: A Review|url=https://www.mdpi.com/2227-9059/11/12/3201|work=Biomedicines|date=2023-12|accessdate=2023-12-24|issn=2227-9059|pmc=PMC10741014|doi=10.3390/biomedicines11123201|pages=3201|volume=11|issue=12|language=en|first=Beatriz|last=Sequeira-Antunes|first2=Hugo Alexandre|last2=Ferreira}}</ref>, {{Не перекладено|ДНК-зим|ДНК-зими|en|Deoxyribozyme}}<ref name=":24">{{Cite news|title=Biosensing with DNAzymes|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d1cs00240f|work=[[Chemical Society Reviews]]|date=2021-08-16|accessdate=2023-12-24|issn=1460-4744|pmc=PMC9136875|pmid=34227631|doi=10.1039/D1CS00240F|pages=8954–8994|volume=50|issue=16|language=en|first=Erin M.|last=McConnell|first2=Ioana|last2=Cozma|first3=Quanbing|last3=Mou|first4=John D.|last4=Brennan|first5=Yi|last5=Lu|first6=Yingfu|last6=Li}}</ref> або події гібридизації (Hybridization events)<ref name=":25">{{Cite news|title=The strategies of DNA immobilization and hybridization detection mechanism in the construction of electrochemical DNA sensor: A review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214180417300788|work=Sensing and Bio-Sensing Research|date=2017-11-01|accessdate=2023-12-24|issn=2214-1804|doi=10.1016/j.sbsr.2017.09.001|pages=19–31|volume=16|first=Jahwarhar Izuan Abdul|last=Rashid|first2=Nor Azah|last2=Yusof}}</ref> для цілеспрямованого виявлення аналітів.<ref name=":26">{{Cite news|title=Recent Advances in Biosensors for Nucleic Acid and Exosome Detection|url=https://cmj.ac.kr/DOIx.php?id=10.4068/cmj.2019.55.2.86|work=Chonnam Medical Journal|date=2019|accessdate=2023-12-24|issn=2233-7385|pmc=PMC6536430|pmid=31161120|doi=10.4068/cmj.2019.55.2.86|pages=86|volume=55|issue=2|language=en|first=Zirui|last=Fu|first2=Yi-Cheng|last2=Lu|first3=James J.|last3=Lai}}</ref><ref name=":27">{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/books/biosensors-current-and-novel-strategies-for-biosensing/nucleic-acids-for-electrochemical-biosensor-technology
|title=Nucleic Acids for Electrochemical Biosensor Technology |last=Onur Uygun
|first=Zihni
|last2=Deniz Ertuğrul Uygun
|first2=Hilmiye
|last3=Girgin Sağin
|first3=Ferhan
|date=2021-05-05
|editor-last=Jesús Villarreal-Gómez
|editor-first=Luis
|editor2-last=Leticia Iglesias
|editor2-first=Ana
|series=Biosensors - Current and Novel Strategies for Biosensing
|publisher=IntechOpen
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.93968
|isbn=978-1-83962-431-5
}}</ref><ref name=":28">{{Cite news|title=A Short Review on Miniaturized Biosensors for the Detection of Nucleic Acid Biomarkers|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/3/412|work=Biosensors|date=2023-03|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10046286|pmid=36979624|doi=10.3390/bios13030412|pages=412|volume=13|issue=3|language=en|first=Madhusudan B.|last=Kulkarni|first2=Narasimha H.|last2=Ayachit|first3=Tejraj M.|last3=Aminabhavi}}</ref> Вони найкращі в {{Не перекладено|Генетичне тестування|генетичному тестуванні|en|Genetic testing}}, ідентифікації патогенів<ref name=":29">{{Cite news|title=Functional nucleic acid-based biosensors for virus detection|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2773237123000539|work=Advanced Agrochem|date=2023-09-01|accessdate=2023-12-24|issn=2773-2371|doi=10.1016/j.aac.2023.07.006|pages=246–257|volume=2|issue=3|first=Zijie|last=Zhang|first2=Bal Ram|last2=Adhikari|first3=Payel|last3=Sen|first4=Leyla|last4=Soleymani|first5=Yingfu|last5=Li}}</ref> та викристовуються для інших біомедичних застосувань<ref name=":30">{{Cite news|title=Development of Nucleic‐Acid‐Based Electrochemical Biosensors for Clinical Applications|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202212496|work=Angewandte Chemie International Edition|date=2022-12-12|accessdate=2023-12-24|issn=1433-7851|doi=10.1002/anie.202212496|volume=61|issue=50|language=en|first=Zijie|last=Zhang|first2=Payel|last2=Sen|first3=Bal Ram|last3=Adhikari|first4=Yingfu|last4=Li|first5=Leyla|last5=Soleymani}}</ref>, та в аналізі довкілля<ref>{{Cite news|title=Nanomaterials based electrochemical nucleic acid biosensors for environmental monitoring: A review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666523921000106|work=Applied Surface Science Advances|date=2021-06-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-5239|doi=10.1016/j.apsadv.2021.100064|pages=100064|volume=4|first=Abu|last=Hashem|first2=M. A. Motalib|last2=Hossain|first3=Ab Rahman|last3=Marlinda|first4=Mohammad Al|last4=Mamun|first5=Khanom|last5=Simarani|first6=Mohd Rafie|last6=Johan}}</ref>.
* '''[[Клітина|Клітини]] та [[Тканина (біологія)|тканини]]''': клітинні та тканинні біосенсори інтегрують живі клітини або тканини як елементи розпізнавання. Ці динамічні біосенсори пропонують відповіді в реальному часі на різні аналіти, служачи для оцінки [[Токсичність|токсичності]], скринінгу ліків і моніторингу навколишнього середовища.<ref name=":31">{{Cite news|title=Cell-based biosensors: Recent trends, challenges and future perspectives|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566319305147|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2019-09-15|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2019.111435|pages=111435|volume=141|first=Niharika|last=Gupta|first2=Venkatesan|last2=Renugopalakrishnan|first3=Dorian|last3=Liepmann|first4=Ramasamy|last4=Paulmurugan|first5=Bansi D.|last5=Malhotra}}</ref><ref name=":32">{{Cite news|title=Cell-based biosensors for immunology, inflammation, and allergy|url=https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.07.024|work=Journal of Allergy and Clinical Immunology|date=2019-09|accessdate=2023-12-24|issn=0091-6749|doi=10.1016/j.jaci.2019.07.024|pages=645–647|volume=144|issue=3|first=Maria Eugenia|last=Inda|first2=Mark|last2=Mimee|first3=Timothy K.|last3=Lu}}</ref><ref name=":33">{{Cite news|title=A short review on cell-based biosensing: challenges and breakthroughs in biomedical analysis|url=http://www.jbr-pub.org.cn/en/article/doi/10.7555/JBR.34.20200128.pdf|work=The Journal of Biomedical Research|date=2021|accessdate=2023-12-24|issn=1674-8301|pmc=PMC8383170|pmid=33888671|doi=10.7555/JBR.34.20200128|pages=255–263|volume=35|issue=4|language=en|first=Gheorghiu|last=Mihaela}}</ref><ref name=":34">{{Cite news|title=Advances in Synthetic-Biology-Based Whole-Cell Biosensors: Principles, Genetic Modules, and Applications in Food Safety|url=https://www.mdpi.com/1422-0067/24/9/7989|work=[[International Journal of Molecular Sciences]]|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=1422-0067|pmc=PMC10178329|pmid=37175695|doi=10.3390/ijms24097989|pages=7989|volume=24|issue=9|language=en|first=Shijing|last=Chen|first2=Xiaolin|last2=Chen|first3=Hongfei|last3=Su|first4=Mingzhang|last4=Guo|first5=Huilin|last5=Liu}}</ref><ref name=":35">{{Cite news|title=Interrogating ligand-receptor interactions using highly sensitive cellular biosensors|url=https://www.nature.com/articles/s41467-023-43589-1|work=[[Nature Communications]]|date=2023-11-28|accessdate=2023-12-24|issn=2041-1723|doi=10.1038/s41467-023-43589-1|pages=7804|volume=14|issue=1|language=en|first=Maximilian A.|last=Funk|first2=Judith|last2=Leitner|first3=Marlene C.|last3=Gerner|first4=Jasmin M.|last4=Hammerler|first5=Benjamin|last5=Salzer|first6=Manfred|last6=Lehner|first7=Claire|last7=Battin|first8=Simon|last8=Gumpelmair|first9=Karin|last9=Stiasny}}</ref>
* {{Не перекладено|Полімери з молекулярним відбитком|Полімери з молекулярним відбитком|en|Molecularly imprinted polymer}} (MIP): ці синтетичні [[полімери]] мають селективні сайти зв’язування, сформовані до конкретних цільових молекул, що відображають природні елементи розпізнавання. Біосенсори на основі MIP виявляють стабільність і специфічність, придатні для різних застосувань, включаючи хімічний і біологічний аналіз в медичній діагностиці<ref name=":36">{{Cite news|title=Molecularly imprinted polymers in diagnostics: accessing analytes in biofluids|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/tb/d2tb00703g|work=Journal of Materials Chemistry B|date=2022-09-28|accessdate=2023-12-24|issn=2050-7518|doi=10.1039/D2TB00703G|pages=7418–7449|volume=10|issue=37|language=en|first=Yasemin L.|last=Mustafa|first2=Antonios|last2=Keirouz|first3=Hannah S.|last3=Leese}}</ref><ref name=":37">{{Cite news|title=Molecularly Imprinted Polymer-Based Electrochemical Sensors for the Diagnosis of Infectious Diseases|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/6/620|work=Biosensors|date=2023-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10296657|pmid=37366985|doi=10.3390/bios13060620|pages=620|volume=13|issue=6|language=en|first=Greta|last=Pilvenyte|first2=Vilma|last2=Ratautaite|first3=Raimonda|last3=Boguzaite|first4=Simonas|last4=Ramanavicius|first5=Chien-Fu|last5=Chen|first6=Roman|last6=Viter|first7=Arunas|last7=Ramanavicius}}</ref> та інших сферах.<ref name=":38">{{Cite news|title=Molecularly imprinted polymer based electrochemical biosensors: Overcoming the challenges of detecting vital biomarkers and speeding up diagnosis|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666831920300187|work=Talanta Open|date=2020-12-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-8319|doi=10.1016/j.talo.2020.100018|pages=100018|volume=2|first=Robert D.|last=Crapnell|first2=Nina C.|last2=Dempsey-Hibbert|first3=Marloes|last3=Peeters|first4=Ascanio|last4=Tridente|first5=Craig E.|last5=Banks}}</ref><ref name=":39">{{Cite news|title=State of the art in development of molecularly imprinted biosensors|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/VIW.20200170|work=VIEW|date=2022-05|accessdate=2023-12-24|issn=2688-268X|doi=10.1002/VIW.20200170|volume=3|issue=3|language=en|first=Licheng|last=Wu|first2=Xiaolei|last2=Li|first3=Haohan|last3=Miao|first4=Jingjing|last4=Xu|first5=Guoqing|last5=Pan}}</ref><ref name=":40">{{Cite news|title=Recent Advances of Point-of-Care Devices Integrated with Molecularly Imprinted Polymers-Based Biosensors: From Biomolecule Sensing Design to Intraoral Fluid Testing|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/3/136|work=Biosensors|date=2022-03|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC8946830|pmid=35323406|doi=10.3390/bios12030136|pages=136|volume=12|issue=3|language=en|first=Rowoon|last=Park|first2=Sangheon|last2=Jeon|first3=Jeonghwa|last3=Jeong|first4=Shin-Young|last4=Park|first5=Dong-Wook|last5=Han|first6=Suck Won|last6=Hong}}</ref>

=== Перетворювачі ===
Перетворювачі служать перетворювачами біологічних взаємодій у вимірювані сигнали, що визначає ефективність і чутливість біосенсорних пристроїв.

* '''Електрохімічні перетворювачі''': різноманітні методи охоплюють цю категорію, перетворюючи біологічні реакції в [[Електричний сигнал|електричні сигнали]], або підсилюючи наявні електричні сигнали.<ref name=":42">{{Cite news|title=Device integration of electrochemical biosensors|url=https://www.nature.com/articles/s44222-023-00032-w|work=[[Nature Reviews Bioengineering]]|date=2023-05|accessdate=2023-12-24|issn=2731-6092|doi=10.1038/s44222-023-00032-w|pages=346–360|volume=1|issue=5|language=en|first=Jie|last=Wu|first2=Hong|last2=Liu|first3=Weiwei|last3=Chen|first4=Biao|last4=Ma|first5=Huangxian|last5=Ju}}</ref> Амперометричні біосенсори вимірюють зміни [[Електричний струм|струму]]<ref>{{Cite book
|url=http://koldog.univ.kiev.ua/sites/default/files/Biotechnology_08_1_P46-60_1.pdf
|title=АМПЕРОМЕТРИЧНІ ФЕРМЕНТНІ БІОСЕНСОРИ |last=С. В. ДЗЯДЕВИЧ
|year=2008
|access-date=2023-12-24
|archive-date=2023-12-24
|archive-url=https://web.archive.org/web/20231224201537/http://koldog.univ.kiev.ua/sites/default/files/Biotechnology_08_1_P46-60_1.pdf
|url-status=dead
}}</ref><ref name=":43">{{Cite news|title=Amperometric Biosensors Based on Direct Electron Transfer Enzymes|url=https://www.mdpi.com/1420-3049/26/15/4525|work=Molecules|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1420-3049|pmc=PMC8348568|pmid=34361678|doi=10.3390/molecules26154525|pages=4525|volume=26|issue=15|language=en|first=Franziska|last=Schachinger|first2=Hucheng|last2=Chang|first3=Stefan|last3=Scheiblbrandner|first4=Roland|last4=Ludwig}}</ref><ref name=":44">{{Cite news|title=Enzyme based amperometric wide field biosensors: Is single‐molecule detection possible?|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elsa.202100215|work=Electrochemical Science Advances|date=2023-04|accessdate=2023-12-24|issn=2698-5977|doi=10.1002/elsa.202100215|volume=3|issue=2|language=en|first=Angelo|last=Tricase|first2=Anna|last2=Imbriano|first3=Eleonora|last3=Macchia|first4=Lucia|last4=Sarcina|first5=Cecilia|last5=Scandurra|first6=Fabrizio|last6=Torricelli|first7=Nicola|last7=Cioffi|first8=Luisa|last8=Torsi|first9=Paolo|last9=Bollella}}</ref><ref name=":45">{{Cite news|title=Amperometric Biosensor for Quantitative Measurement Using Sandwich Immunoassays|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/5/519|work=Biosensors|date=2023-05|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10216821|pmid=37232880|doi=10.3390/bios13050519|pages=519|volume=13|issue=5|language=en|first=Thor|last=Pedersen|first2=Peter|last2=Fojan|first3=Anne Kathrine Nissen|last3=Pedersen|first4=Nils E.|last4=Magnusson|first5=Leonid|last5=Gurevich}}</ref>; потенціометричні біосенсори виявляють зміни потенціалів під час [[Окисно-відновна реакція|окисно-відновних реакцій]]<ref name=":46">{{Cite news|title=Recent advances in potentiometric biosensors|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993619306466|work=TrAC Trends in Analytical Chemistry|date=2020-03-01|accessdate=2023-12-24|issn=0165-9936|doi=10.1016/j.trac.2019.115803|pages=115803|volume=124|first=Jiawang|last=Ding|first2=Wei|last2=Qin}}</ref><ref name=":47">{{Cite news|title=Recent advances in potentiometric biosensing|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451910321000491|work=Current Opinion in Electrochemistry|date=2021-08-01|accessdate=2023-12-24|issn=2451-9103|pmc=PMC8162913|pmid=34056144|doi=10.1016/j.coelec.2021.100735|pages=100735|volume=28|first=Nicole L.|last=Walker|first2=Anastasiya B.|last2=Roshkolaeva|first3=Andrei I.|last3=Chapoval|first4=Jeffrey E.|last4=Dick}}</ref>. Спектроскопія імпедансу фіксує зміни в [[Електричний імпеданс|електричному імпедансі]], пропонуючи високу чутливість<ref name=":48">{{Cite news|title=Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS): Principles, Construction, and Biosensing Applications|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/21/19/6578|work=Sensors|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC8512860|pmid=34640898|doi=10.3390/s21196578|pages=6578|volume=21|issue=19|language=en|first=Hend S.|last=Magar|first2=Rabeay Y. A.|last2=Hassan|first3=Ashok|last3=Mulchandani}}</ref>.
* '''Оптичні перетворювачі''': використовуючи зміни у властивостях [[Світло|світла]] внаслідок біологічних взаємодій, оптичні біосенсори включають методи [[Поверхневий плазмонний резонанс|поверхневого плазмонного резонансу]] (SPR)<ref name=":6">{{Cite news|title=Emergent Biosensing Technologies Based on Fluorescence Spectroscopy and Surface Plasmon Resonance|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/21/3/906|work=Sensors|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC7866296|pmid=33572812|doi=10.3390/s21030906|pages=906|volume=21|issue=3|language=en|first=Alessandra|last=Camarca|first2=Antonio|last2=Varriale|first3=Alessandro|last3=Capo|first4=Angela|last4=Pennacchio|first5=Alessia|last5=Calabrese|first6=Cristina|last6=Giannattasio|first7=Carlos|last7=Murillo Almuzara|first8=Sabato|last8=D’Auria|first9=Maria|last9=Staiano}}</ref><ref name=":54">{{Cite news|title=Advances in surface plasmon resonance–based biosensor technologies for cancer biomarker detection|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566321008046|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2022-02-01|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2021.113767|pages=113767|volume=197|first=Abdelmonaim|last=Azzouz|first2=Lamia|last2=Hejji|first3=Ki-Hyun|last3=Kim|first4=Deepak|last4=Kukkar|first5=Badredine|last5=Souhail|first6=Neha|last6=Bhardwaj|first7=Richard J. C.|last7=Brown|first8=Wei|last8=Zhang}}</ref>, [[Флюоресценція|флуоресценції]]<ref name=":55">{{Cite news|title=Fluorescent Biosensors for Neurotransmission and Neuromodulation: Engineering and Applications|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncel.2019.00474|work=Frontiers in Cellular Neuroscience|date=2019|accessdate=2023-12-24|issn=1662-5102|pmc=PMC6819510|pmid=31708747|doi=10.3389/fncel.2019.00474|volume=13|first=Anna V.|last=Leopold|first2=Daria M.|last2=Shcherbakova|first3=Vladislav V.|last3=Verkhusha}}</ref><ref name=":6" /><ref name=":56">{{Cite news|title=Recent advances of fluorescent biosensors based on cyclic signal amplification technology in biomedical detection|url=https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-021-01149-z|work=Journal of Nanobiotechnology|date=2021-12|accessdate=2023-12-24|issn=1477-3155|pmc=PMC8645109|pmid=34863202|doi=10.1186/s12951-021-01149-z|volume=19|issue=1|language=en|first=Hongke|last=Qu|first2=Chunmei|last2=Fan|first3=Mingjian|last3=Chen|first4=Xiangyan|last4=Zhang|first5=Qijia|last5=Yan|first6=Yumin|last6=Wang|first7=Shanshan|last7=Zhang|first8=Zhaojian|last8=Gong|first9=Lei|last9=Shi}}</ref><ref name=":57">{{Cite web|title=Fluorescent protein biosensors|url=https://www.nature.com/collections/ddbafdbfdj|website=[[Nature Chemical Biology]]|date=2021-02-08|accessdate=2023-12-24|language=en|publisher=[[Nature Portfolio]]}}</ref>, [[Люмінесценція|люмінесценції]]<ref name=":58">{{Cite news|title=Engineering luminescent biosensors for point-of-care SARS-CoV-2 antibody detection|url=https://www.nature.com/articles/s41587-021-00878-8|work=[[Nature Biotechnology]]|date=2021-08|accessdate=2023-12-24|issn=1546-1696|doi=10.1038/s41587-021-00878-8|pages=928–935|volume=39|issue=8|language=en|first=Susanna K.|last=Elledge|first2=Xin X.|last2=Zhou|first3=James R.|last3=Byrnes|first4=Alexander J.|last4=Martinko|first5=Irene|last5=Lui|first6=Katarina|last6=Pance|first7=Shion A.|last7=Lim|first8=Jeff E.|last8=Glasgow|first9=Anum A.|last9=Glasgow}}</ref><ref name=":59">{{Cite news|title=Förster resonance energy transfer biosensors for fluorescence and time-gated luminescence analysis of rac1 activity|url=https://www.nature.com/articles/s41598-022-09364-w|work=[[Scientific Reports]]|date=2022-03-28|accessdate=2023-12-24|issn=2045-2322|doi=10.1038/s41598-022-09364-w|pages=5291|volume=12|issue=1|language=en|first=Ha|last=Pham|first2=Mona|last2=Hoseini Soflaee|first3=Andrei V.|last3=Karginov|first4=Lawrence W.|last4=Miller}}</ref><ref name=":60">{{Cite news|title=Luminescence nanomaterials for biosensing applications|url=https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bio.4373|work=Luminescence|date=2023-07|accessdate=2023-12-24|issn=1522-7235|doi=10.1002/bio.4373|pages=1011–1025|volume=38|issue=7|language=en|first=Vaneet|last=Kumar|first2=Diksha|last2=Bhatt|last3=Saruchi|first4=Sadanand|last4=Pandey}}</ref> та [[Абсорбція|абсорбції]].<ref name=":7">{{Cite news|title=Advances and applications of nanophotonic biosensors|url=https://www.nature.com/articles/s41565-021-01045-5|work=[[Nature Nanotechnology]]|date=2022-01|accessdate=2023-12-24|issn=1748-3395|doi=10.1038/s41565-021-01045-5|pages=5–16|volume=17|issue=1|language=en|first=Hatice|last=Altug|first2=Sang-Hyun|last2=Oh|first3=Stefan A.|last3=Maier|first4=Jiří|last4=Homola}}</ref><ref name=":61">{{Cite news|title=Optical biosensors: a decade in review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110016822008249|work=Alexandria Engineering Journal|date=2023-03-15|accessdate=2023-12-24|issn=1110-0168|doi=10.1016/j.aej.2022.12.040|pages=673–691|volume=67|first=Amit Kumar|last=Singh|first2=Shweta|last2=Mittal|first3=Mangal|last3=Das|first4=Ankur|last4=Saharia|first5=Manish|last5=Tiwari}}</ref> Ці високочутливі методи знаходять широке застосування в біомедичних дослідженнях і медичній діагностиці<ref name=":3" /><ref name=":62">{{Cite news|title=Recent Advances of Representative Optical Biosensors for Rapid and Sensitive Diagnostics of SARS-CoV-2|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/10/862|work=Biosensors|date=2022-10|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9599922|pmid=36291001|doi=10.3390/bios12100862|pages=862|volume=12|issue=10|language=en|first=Meimei|last=Xu|first2=Yanyan|last2=Li|first3=Chenglong|last3=Lin|first4=Yusi|last4=Peng|first5=Shuai|last5=Zhao|first6=Xiao|last6=Yang|first7=Yong|last7=Yang}}</ref><ref name=":63">{{Cite news|title=Overview of Optical Biosensors for Early Cancer Detection: Fundamentals, Applications and Future Perspectives|url=https://www.mdpi.com/2079-7737/12/2/232|work=Biology|date=2023-02|accessdate=2023-12-24|issn=2079-7737|pmc=PMC9953566|pmid=36829508|doi=10.3390/biology12020232|pages=232|volume=12|issue=2|language=en|first=Mohammad Y.|last=Azab|first2=Mohamed Farhat O.|last2=Hameed|first3=Salah S. A.|last3=Obayya}}</ref>, та моніторингу навколишнього середовища<ref name=":64">{{Cite news|title=Highly Sensitive Luminescent Bioassay Using Recombinant Escherichia coli Biosensor for Rapid Detection of Low Cr(VI) Concentration in Environmental Water|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/11/10/357|work=Biosensors|date=2021-10|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC8534196|pmid=34677313|doi=10.3390/bios11100357|pages=357|volume=11|issue=10|language=en|first=Guey-Horng|last=Wang|first2=Chiu-Yu|last2=Cheng|first3=Teh-Hua|last3=Tsai|first4=Pin-Kuan|last4=Chiang|first5=Ying-Chien|last5=Chung}}</ref>. (''див. також'' [[Нанофотоніка]]<ref name=":7" />, {{li|Біофотоніка|Q=Q864656}})
* '''[[П'єзоелектричні перетворювачі|П’єзоелектричні перетворювачі]]''': вимірювання змін маси на поверхні датчика, {{Не перекладено|Кварцові мікроваги|кварцові мікроваги|en|Quartz crystal microbalance}}<ref name=":65">{{Cite news|title=Quartz Crystal Microbalance (QCM) Sensing Materials in Biosensors Development|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1452398123033473|work=International Journal of Electrochemical Science|date=2021-12-01|accessdate=2023-12-24|issn=1452-3981|doi=10.20964/2021.12.15|pages=211220|volume=16|issue=12|first=Miroslav|last=Pohanka}}</ref><ref name=":66">{{Cite news|title=Recent Advances in Quartz Crystal Microbalance Biosensors Based on the Molecular Imprinting Technique for Disease-Related Biomarkers|url=https://www.mdpi.com/2227-9040/10/3/106|work=Chemosensors|date=2022-03|accessdate=2023-12-24|issn=2227-9040|doi=10.3390/chemosensors10030106|pages=106|volume=10|issue=3|language=en|first=Semra|last=Akgönüllü|first2=Erdoğan|last2=Özgür|first3=Adil|last3=Denizli}}</ref><ref name=":67">{{Cite news|title=A Review of Quartz Crystal Microbalance for Chemical and Biological Sensing Applications|url=https://link.springer.com/10.1007/s11220-023-00413-w|work=Sensing and Imaging|date=2023-03-04|accessdate=2023-12-24|issn=1557-2072|pmc=PMC9985094|pmid=36908332|doi=10.1007/s11220-023-00413-w|volume=24|issue=1|language=en|first=Nadyah|last=Alanazi|first2=Maram|last2=Almutairi|first3=Abdullah N.|last3=Alodhayb}}</ref> і пристрої з [[Поверхневі акустичні хвилі|поверхневими акустичними хвилями]]<ref name=":68">{{Cite news|title=Surface acoustic waves in biosensing applications|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666053921000175|work=Sensors and Actuators Reports|date=2021-11-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-0539|doi=10.1016/j.snr.2021.100041|pages=100041|volume=3|first=Yuqi|last=Huang|first2=Pradipta Kr.|last2=Das|first3=Venkat R.|last3=Bhethanabotla}}</ref><ref name=":69">{{Cite news|title=Surface Acoustic Wave (SAW) Sensors: Physics, Materials, and Applications|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/22/3/820|work=Sensors|date=2022-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC8839725|pmid=35161565|doi=10.3390/s22030820|pages=820|volume=22|issue=3|language=en|first=Debdyuti|last=Mandal|first2=Sourav|last2=Banerjee}}</ref><ref name=":70">{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/chapters/83969
|title=Development of Simple and Portable Surface Acoustic Wave Biosensors for Applications in Biology and Medicine |last=S. Thomas
|first=Marlon
|date=2022-12-21
|editor-last=Asadpour
|editor-first=Vahid
|editor2-last=Karakuş
|editor2-first=Selcan
|series=Biomedical Engineering
|publisher=IntechOpen
|volume=14
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.106630
|isbn=978-1-80355-561-4
}}</ref><ref name=":71">{{Cite news|title=Surface acoustic wave based microfluidic devices for biological applications|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/sd/d2sd00203e|work=Sensors & Diagnostics|date=2023-05-19|accessdate=2023-12-24|issn=2635-0998|doi=10.1039/D2SD00203E|pages=507–528|volume=2|issue=3|language=en|first=Xianglian|last=Liu|first2=Xuan|last2=Chen|first3=Ziwei|last3=Yang|first4=He|last4=Xia|first5=Chuanyu|last5=Zhang|first6=Xueyong|last6=Wei}}</ref><ref name=":72">{{Cite news|title=The Recent Development of Acoustic Sensors as Effective Chemical Detecting Tools for Biological Cells and Their Bioactivities|url=https://www.mdpi.com/1420-3049/28/12/4855|work=Molecules|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=1420-3049|pmc=PMC10304203|pmid=37375410|doi=10.3390/molecules28124855|pages=4855|volume=28|issue=12|language=en|first=Mostafa|last=Gouda|first2=Hesham S.|last2=Ghazzawy|first3=Nashi|last3=Alqahtani|first4=Xiaoli|last4=Li}}</ref> забезпечують високу чутливість і моніторинг у реальному часі.<ref name=":73">{{Cite news|title=The Piezoelectric Biosensors: Principles and Applications, a Review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1452398123104901|work=International Journal of Electrochemical Science|date=2017-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=1452-3981|doi=10.20964/2017.01.44|pages=496–506|volume=12|issue=1|first=Miroslav|last=Pohanka}}</ref><ref name=":74">{{Cite news|title=Overview of Piezoelectric Biosensors, Immunosensors and DNA Sensors and Their Applications|url=https://www.mdpi.com/1996-1944/11/3/448|work=Materials|date=2018-03|accessdate=2023-12-24|issn=1996-1944|pmc=PMC5873027|pmid=29562700|doi=10.3390/ma11030448|pages=448|volume=11|issue=3|language=en|first=Miroslav|last=Pohanka}}</ref> Вони знаходять застосування в різних галузях від медичної діагностики<ref name=":75">{{Cite news|title=A Review of Piezoelectric and Magnetostrictive Biosensor Materials for Detection of COVID‐19 and Other Viruses|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202005448|work=[[Advanced Materials]]|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=0935-9648|pmc=PMC7744850|pmid=33230875|doi=10.1002/adma.202005448|volume=33|issue=1|language=en|first=Fumio|last=Narita|first2=Zhenjin|last2=Wang|first3=Hiroki|last3=Kurita|first4=Zhen|last4=Li|first5=Yu|last5=Shi|first6=Yu|last6=Jia|first7=Constantinos|last7=Soutis}}</ref><ref name=":76">{{Cite web|title=Development of Piezoelectric Biosensors for Pathogen Detection {{!}} IEEE Conference Publication {{!}} IEEE Xplore|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10057715/|website=ieeexplore.ieee.org|accessdate=2023-12-24|doi=10.1109/i4c57141.2022.10057715}}</ref><ref name=":77">{{Cite news|title=Recent development of piezoelectric biosensors for physiological signal detection and machine learning assisted cardiovascular disease diagnosis|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ra/d3ra05932d|work=RSC Advances|date=2023-10-04|accessdate=2023-12-24|issn=2046-2069|pmc=PMC10561672|pmid=37818271|doi=10.1039/D3RA05932D|pages=29174–29194|volume=13|issue=42|language=en|first=Shunyao|last=Huang|first2=Yujia|last2=Gao|first3=Yian|last3=Hu|first4=Fengyi|last4=Shen|first5=Zhangsiyuan|last5=Jin|first6=Yuljae|last6=Cho}}</ref> до аналізу навколишнього середовища<ref name=":78">{{Cite news|title=Piezoelectric Biosensors for Organophosphate and Carbamate Pesticides: A Review|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/4/3/301|work=Biosensors|date=2014-09|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC4264360|pmid=25587424|doi=10.3390/bios4030301|pages=301–317|volume=4|issue=3|language=en|first=Giovanna|last=Marrazza}}</ref>.
* '''Термоперетворювачі''': виявляючи [[Теплова енергія|теплові]] зміни в біохімічних реакціях, калориметричні біосенсори забезпечують чутливе виявлення без міток.<ref name=":2" /> Ці біосенсори є корисними для вивчення кінетики ферментів, зв’язування [[Ліганд (біохімія)|лігандів]] і молекулярних взаємодій.<ref name=":79">{{Cite news|title=Calorimetric biosensors with integrated microfluidic channels|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566304000260|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2004-07-15|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2004.01.009|pages=1733–1743|volume=19|issue=12|first=Yuyan|last=Zhang|first2=Srinivas|last2=Tadigadapa}}</ref><ref name=":80">{{Cite news|title=Calorimetric Biosensing System for Quantification of Urinary Creatinine|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.7b00161|work=ACS Sensors|date=2017-06-23|accessdate=2023-12-24|issn=2379-3694|doi=10.1021/acssensors.7b00161|pages=796–802|volume=2|issue=6|language=en|first=David|last=Gaddes|first2=William Brian|last2=Reeves|first3=Srinivas|last3=Tadigadapa}}</ref>
* '''Механічні перетворювачі''': ці перетворювачі вимірюють механічні зміни, спричинені біохімічними взаємодіями. Біосенсори на основі мікро[[Консольна балка|консольної балки]] (мікрокантилевера)<ref name=":81">{{Cite news|title=Microcantilever Array Biosensor for Simultaneous Detection of Carcinoembryonic Antigens and α-Fetoprotein Based on Real-Time Monitoring of the Profile of Cantilever|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.9b01604|work=ACS Sensors|date=2019-11-22|accessdate=2023-12-24|issn=2379-3694|doi=10.1021/acssensors.9b01604|pages=3034–3041|volume=4|issue=11|language=en|first=Chen|last=Li|first2=Xingxing|last2=Ma|first3=Yanxue|last3=Guan|first4=Jilin|last4=Tang|first5=Bailin|last5=Zhang}}</ref><ref name=":82">{{Cite news|title=A monolithically integrated microcantilever biosensor based on partially depleted SOI CMOS technology|url=https://www.nature.com/articles/s41378-023-00534-y|work=Microsystems & Nanoengineering|date=2023-05-16|accessdate=2023-12-24|issn=2055-7434|doi=10.1038/s41378-023-00534-y|pages=1–11|volume=9|issue=1|language=en|first=Yi|last=Liu|first2=Yuan|last2=Tian|first3=Cong|last3=Lin|first4=Jiahao|last4=Miao|first5=Xiaomei|last5=Yu}}</ref> та наномеханічні біосенсори<ref name=":83">{{Cite news|title=Fibronectin-based nanomechanical biosensors to map 3D surface strains in live cells and tissue|url=https://www.nature.com/articles/s41467-020-19659-z|work=[[Nature Communications]]|date=2020-11-18|accessdate=2023-12-24|issn=2041-1723|doi=10.1038/s41467-020-19659-z|pages=5883|volume=11|issue=1|language=en|first=Daniel J.|last=Shiwarski|first2=Joshua W.|last2=Tashman|first3=Alkiviadis|last3=Tsamis|first4=Jaci M.|last4=Bliley|first5=Malachi A.|last5=Blundon|first6=Edgar|last6=Aranda-Michel|first7=Quentin|last7=Jallerat|first8=John M.|last8=Szymanski|first9=Brooke M.|last9=McCartney}}</ref><ref name=":84">{{Cite news|title=Nanomechanical Sensors as a Tool for Bacteria Detection and Antibiotic Susceptibility Testing|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmech.2020.00044|work=Frontiers in Mechanical Engineering|date=2020|accessdate=2023-12-24|issn=2297-3079|doi=10.3389/fmech.2020.00044|volume=6|first=Ferran|last=Pujol-Vila|first2=Rosa|last2=Villa|first3=Mar|last3=Alvarez}}</ref><ref name=":85">{{Cite news|title=A Review on Theory and Modelling of Nanomechanical Sensors for Biological Applications|url=https://www.mdpi.com/2227-9717/9/1/164|work=Processes|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=2227-9717|doi=10.3390/pr9010164|pages=164|volume=9|issue=1|language=en|first=Jose Jaime|last=Ruz|first2=Oscar|last2=Malvar|first3=Eduardo|last3=Gil-Santos|first4=Daniel|last4=Ramos|first5=Montserrat|last5=Calleja|first6=Javier|last6=Tamayo}}</ref><ref name=":86">{{Cite news|title=Nanomechanical sensor for rapid and ultrasensitive detection of tumor markers in serum using nanobody|url=https://link.springer.com/10.1007/s12274-021-3588-4|work=Nano Research|date=2022-02|accessdate=2023-12-24|issn=1998-0124|pmc=PMC8240779|pmid=34221250|doi=10.1007/s12274-021-3588-4|pages=1003–1012|volume=15|issue=2|language=en|first=Depeng|last=Rao|first2=Kainan|last2=Mei|first3=Tianhao|last3=Yan|first4=Yu|last4=Wang|first5=Wenjie|last5=Wu|first6=Ye|last6=Chen|first7=Jianye|last7=Wang|first8=Qingchuan|last8=Zhang|first9=Shangquan|last9=Wu}}</ref> пропонують високу чутливість, дозволяючи виявлення без міток і дослідження біомолекулярної взаємодії.<ref>{{Cite news|title=Fiber-integrated cantilever-based nanomechanical biosensors as a tool for rapid antibiotic susceptibility testing|url=https://opg.optica.org/abstract.cfm?URI=boe-14-5-1862|work=Biomedical Optics Express|date=2023-05-01|accessdate=2023-12-24|issn=2156-7085|pmc=PMC10191643|pmid=37206142|doi=10.1364/BOE.484015|pages=1862|volume=14|issue=5|language=en|first=Jie|last=Zhou|first2=Jiabin|last2=Huang|first3=Haoqiang|last3=Huang|first4=Cong|last4=Zhao|first5=Mengqiang|last5=Zou|first6=Dejun|last6=Liu|first7=Xiaoyu|last7=Weng|first8=Liwei|last8=Liu|first9=Junle|last9=Qu}}</ref>
* '''Перетворюваі електронних біосенсорів''': електронні біосенсори спеціалізуються на перетворенні біологічних реакцій в електронні сигнали для виявлення. Ця категорія включає різноманітні платформи, такі як [[Польовий транзистор|польові транзистори]]<ref name=":49">{{Cite news|title=Biosensing based on field-effect transistors (FET): Recent progress and challenges|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016599362030296X|work=TrAC Trends in Analytical Chemistry|date=2020-12-01|accessdate=2023-12-24|issn=0165-9936|pmc=PMC7545218|pmid=33052154|doi=10.1016/j.trac.2020.116067|pages=116067|volume=133|first=Deniz|last=Sadighbayan|first2=Mohammad|last2=Hasanzadeh|first3=Ebrahim|last3=Ghafar-Zadeh}}</ref><ref name=":50">{{Cite news|title=Recent Advances in Field Effect Transistor Biosensors: Designing Strategies and Applications for Sensitive Assay|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/4/426|work=Biosensors|date=2023-04|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10136430|pmid=37185501|doi=10.3390/bios13040426|pages=426|volume=13|issue=4|language=en|first=Ruisha|last=Hao|first2=Lei|last2=Liu|first3=Jiangyan|last3=Yuan|first4=Lingli|last4=Wu|first5=Shengbin|last5=Lei}}</ref>, провідні полімери<ref name=":51">{{Cite news|title=Electrochemical Biosensors Based on Conducting Polymers: A Review|url=https://www.mdpi.com/2076-3417/10/18/6614|work=Applied Sciences|date=2020-01|accessdate=2023-12-24|issn=2076-3417|doi=10.3390/app10186614|pages=6614|volume=10|issue=18|language=en|first=Boris|last=Lakard}}</ref><ref name=":52">{{Cite news|title=Conducting Polymers in the Design of Biosensors and Biofuel Cells|url=https://www.mdpi.com/2073-4360/13/1/49|work=Polymers|date=2021-01|accessdate=2023-12-24|issn=2073-4360|pmc=PMC7795957|pmid=33375584|doi=10.3390/polym13010049|pages=49|volume=13|issue=1|language=en|first=Simonas|last=Ramanavicius|first2=Arunas|last2=Ramanavicius}}</ref>, {{Не перекладено|Іон-селективний польовий транзисторор|іон-селективні польові транзистори|en|ISFET}} (ISFET), [[вуглецеві нанотрубки]] або біосенсори на основі [[графен]]у. Біосенсори на основі польових транзисторів використовують зміни електричного поля, тоді як провідні полімери впливають на зміни провідності через події зв’язування. ISFET вимірюють зміни концентрації іонів, а вуглецеві наноматеріали пропонують високу чутливість для виявлення біомолекул. Ці платформи являють собою прогресивний рубіж біосенсору, що використовує досягнення нанотехнологій і матеріалознавства для досягнення чутливого виявлення без міток у різних програмах.

Об’єднання ряду елементів біологічного розпізнавання з набоом механізмів трансдукції розширило універсальність біосенсорів у багатогранних застосуваннях.

== Класифікація біосенсорів ==
[[Файл:Classification of biosensors based on various bioreceptors and transducers used.webp|міні|Класифікація біосенсорів на основі різних використовуваних біорецепторів і перетворювачів.<ref name=":0" />]]Біосенсори класифікують на основі елемента біологічного розпізнавання (біорецептора), який вони використовують, і принципу трансдукції, який використовується для перетворення біологічних реакцій у сигнали, які можна вимірювати.<ref name=":0" />

Також, деякі класифікації зроблено залежно від системи виявлення (оптична, електрична, електронна, теплова, механічна та магнітна) і технології (нано, поверхневий плазмонний резонанс (SPR), біосенсори на чіпі (lab-on-chip), електрометри, і розгортається).<ref name=":0" />

=== На основі біологічного елемента розпізнавання ===
Біосенсори класифікуються відповідно до типу елемента біологічного розпізнавання (біорецептора), який вони використовують для виявлення цільового аналіту. Залежно від біорецептора біосенсори класифікуються як ферментативні біосенсори (найпоширеніший клас біосенсорів), імуносенсори (володіють високою специфічністю та чутливістю та особливо корисні для діагностики), аптамерні біосенсори або біосенсори на основі нуклеїнової кислоти (володіють високою специфічністю для мікробних штамів і нуклеїнової кислоти). -містять аналіт) і мікробні або цільноклітинні біосенсори.<ref name=":0" />

==== Біосенсори на основі ферментів ====
[[Файл:Schematic diagram of enzymatic electrochemical and fluorescent nanobiosensor for detection of small chemicals.png|міні|Cхема ферментативного електрохімічного й флуоресцентного біосенсора.<ref>{{Cite news|title=Enzymatic Electrochemical/Fluorescent Nanobiosensor for Detection of Small Chemicals|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/4/492|work=Biosensors|date=2023-04|accessdate=2023-12-25|issn=2079-6374|doi=10.3390/bios13040492|pages=492|volume=13|issue=4|language=en|first=Hye Kyu|last=Choi|first2=Jinho|last2=Yoon}}</ref>]]
Біосенсори на основі ферментів, що використовують каталітичну здатність і специфічність ферментів, утворюють наріжний камінь багатьох аналітичних платформ завдяки своїй універсальності та надійності.<ref name=":8" /><ref name=":9" /> Інтеграція цих ферментів у платформи біосенсорів підкреслює їх ключову роль у вирішенні різноманітних аналітичних потреб у сферах [[Медицина|медицини]]<ref name=":10" /><ref name=":11" /><ref name=":3" />, [[Довкіллєзнавство|довкіллєзнавства]]<ref name=":12" /><ref name=":13" />, [[Сільське господарство|сільського господарства]]<ref name=":14" /><ref name=":15" /><ref name=":16" /> та [[Харчова промисловість|харчової промисловості]]<ref name=":17" /><ref name=":4" /><ref name=":5" />. Їхня точність і надійність закладає основу для передових і ефективних технологій біосенсору, що приносить користь [[Суспільство|суспільству]] в різних критичних секторах.<ref>{{Cite news|title=Practical application of electrochemical enzyme biosensors|url=http://biopolymers.org.ua/content/38/2/071/|work=[[Біополімери і клітина]]|date=2022|accessdate=2023-12-24|issn=0233-7657|doi=10.7124/bc.000A76|pages=71–92|volume=38|issue=2|language=EN|first=S. V.|last=Dzyadevych|first2=O. O.|last2=Soldatkin|first3=V. M.|last3=Arkhypova|first4=L. V.|last4=Shkotova|first5=V. M.|last5=Pyeshkova|first6=O. Ya|last6=Saiapina|first7=N.|last7=Jaffrezic-Renault|first8=A. P.|last8=Soldatkin|first9=A. V.|last9=Elskaya}}</ref><ref name=":16"/>

* {{Не перекладено|Глюкозооксидаза|Глюкозооксидаза|en|Glucose oxidase}}, яка широко використовується в біосенсорах, дозволяє точно контролювати рівні [[Глюкоза|глюкози]], що є критично важливим для лікування [[Діабет (види)|діабету]] та біомедичних досліджень [[Обмін речовин|метаболізму]]. Специфічність цього фермену для глюкози дозволяє проводити точні вимірювання в реальному часі, оптимізуючи діагностику.<ref name=":88">{{Cite news|title=Glucose biosensors in clinical practice: principles, limits and perspectives of currently used devices|url=https://www.thno.org/v12p0493.htm|work=Theranostics|date=2022-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=1838-7640|pmc=PMC8692922|pmid=34976197|doi=10.7150/thno.64035|pages=493–511|volume=12|issue=2|language=en|first=Salvatore Andrea|last=Pullano|first2=Marta|last2=Greco|first3=Maria Giovanna|last3=Bianco|first4=Daniela|last4=Foti|first5=Antonio|last5=Brunetti|first6=Antonino S.|last6=Fiorillo}}</ref><ref name=":89">{{Cite news|title=Glucose Oxidase Captured into Electropolymerized p-Coumaric Acid towards the Development of a Glucose Biosensor|url=https://www.mdpi.com/2227-9040/11/6/345|work=Chemosensors|date=2023-06|accessdate=2023-12-24|issn=2227-9040|doi=10.3390/chemosensors11060345|pages=345|volume=11|issue=6|language=en|first=Gabriela|last=Valdés-Ramírez|first2=Laura|last2=Galicia}}</ref>
* [[Ацетилхолінестераза]] служить поза клінічними сферами. Її чутливість до [[Отруйні речовини нервово-паралітичної дії|нервово-паралітичних речовин]] та [[Пестициди|пестицидів]] допомагає в моніторингу навколишнього середовища, забезпечуючи швидке та чутливе виявлення, що має вирішальне значення для [[Охорона здоров'я|охорони здоров’я]] та безпеки [[Громадське здоров'я|громадського здоров'я]].<ref>{{Cite news|title=Acetylcholinesterase electrochemical biosensors with graphene-transition metal carbides nanocomposites modified for detection of organophosphate pesticides|url=https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0231981|work=[[PLOS ONE]]|date=29 квіт. 2020 р.|accessdate=2023-12-24|issn=1932-6203|pmc=PMC7190139|pmid=32348360|doi=10.1371/journal.pone.0231981|pages=e0231981|volume=15|issue=4|language=en|first=Bo|last=Wang|first2=Yiru|last2=Li|first3=Huaying|last3=Hu|first4=Wenhao|last4=Shu|first5=Lianqiao|last5=Yang|first6=Jianhua|last6=Zhang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Acetylcholinesterase Biosensor Based on Functionalized Renewable Carbon Platform for Detection of Carbaryl in Food|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/7/486|work=Biosensors|date=2022-07|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9313315|pmid=35884288|doi=10.3390/bios12070486|pages=486|volume=12|issue=7|language=en|first=Erik W.|last=Nunes|first2=Martin K. L.|last2=Silva|first3=Jesús|last3=Rascón|first4=Damaris|last4=Leiva-Tafur|first5=Rainer M. L.|last5=Lapa|first6=Ivana|last6=Cesarino}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biosensors Based on Acetylcholinesterase Immobilized on Clay–Gold Nanocomposites for the Discrimination of Chlorpyrifos and Carbaryl|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.2c03899|work=ACS Omega|date=2022-11-08|accessdate=2023-12-24|issn=2470-1343|pmc=PMC9647858|pmid=36385833|doi=10.1021/acsomega.2c03899|pages=39848–39859|volume=7|issue=44|language=en|first=Angkana|last=Phongphut|first2=Bralee|last2=Chayasombat|first3=Anthony E. G.|last3=Cass|first4=Muenduen|last4=Phisalaphong|first5=Seeroong|last5=Prichanont|first6=Chanchana|last6=Thanachayanont|first7=Thanawee|last7=Chodjarusawad}}</ref><ref>{{Cite news|title=Acetylcholinesterase biosensors for electrochemical detection of neurotoxic pesticides and acetylcholine neurotransmitter: A literature review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935123005169|work=Environmental Research|date=2023-06-15|accessdate=2023-12-24|issn=0013-9351|doi=10.1016/j.envres.2023.115724|pages=115724|volume=227|first=Vahulabaranan|last=Rajagopalan|first2=Swethaa|last2=Venkataraman|first3=Devi Sri|last3=Rajendran|first4=Vaidyanathan|last4=Vinoth Kumar|first5=Vaithyanathan Vasanth|last5=Kumar|first6=Gayathri|last6=Rangasamy}}</ref>
* Біосенсори на основі [[Уреаза|уреази]] забезпечують швидке визначення рівня [[Сечовина|сечовини]], що є життєво важливим у клінічній діагностиці для оцінки функції [[Нирки|нирок]] і в [[Сільське господарство|сільськогосподарських]] умовах для аналізу стану [[ґрунт]]у. Їхня універсальність поширюється на оцінку якості харчових продуктів, гарантуючи безпеку та свіжість.<ref>{{Cite news|title=Recent advancements in urea biosensors for biomedical applications|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/nbt2.12050|work=IET Nanobiotechnology|date=2021-06|accessdate=2023-12-24|issn=1751-8741|pmc=PMC8675831|pmid=34694714|doi=10.1049/nbt2.12050|pages=358–379|volume=15|issue=4|language=en|first=Saravjeet|last=Singh|first2=Minakshi|last2=Sharma|first3=Geeta|last3=Singh}}</ref><ref>{{Cite news|title=Highly Stable Potentiometric (Bio)Sensor for Urea and Urease Activity Determination|url=https://www.mdpi.com/2077-0375/11/11/898|work=Membranes|date=2021-11|accessdate=2023-12-24|issn=2077-0375|pmc=PMC8623495|pmid=34832127|doi=10.3390/membranes11110898|pages=898|volume=11|issue=11|language=en|first=Marcin|last=Urbanowicz|first2=Kamila|last2=Sadowska|first3=Agnieszka|last3=Paziewska-Nowak|first4=Anna|last4=Sołdatowska|first5=Dorota G.|last5=Pijanowska}}</ref><ref>{{Cite news|title=Sensitive Biosensor Based on Urease/In2O5Sn Nano-Coated Fluorinated SnO2 for Urea Detection in Blood Serum|url=https://link.springer.com/10.1134/S1061934821080116|work=Journal of Analytical Chemistry|date=2021-08|accessdate=2023-12-24|issn=1061-9348|doi=10.1134/S1061934821080116|pages=981–992|volume=76|issue=8|language=en|first=Mohaddeseh|last=Mikani|first2=Reza|last2=Rahmanian}}</ref><ref>{{Cite news|title=Urea biosensors: A comprehensive review|url=https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bab.2168|work=Biotechnology and Applied Biochemistry|date=2023-04|accessdate=2023-12-24|issn=0885-4513|doi=10.1002/bab.2168|pages=485–501|volume=70|issue=2|language=en|first=Sunil N.|last=Botewad|first2=Dhammajyot K.|last2=Gaikwad|first3=Nitin B.|last3=Girhe|first4=Hanuman N.|last4=Thorat|first5=Pravina P.|last5=Pawar}}</ref>

==== Біосенсори на основі антитіл ====
[[Файл:Electrochemical Immunosensors with Nanomaterial Assistance for Signal Amplification.webp|міні|Електрохімічні імуносенсори з [[Наноматеріали|наноматеріалами]] для посилення сигналу.<ref>{{Cite news|title=Recent Advances in Electrochemical Immunosensors with Nanomaterial Assistance for Signal Amplification|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/1/125|work=Biosensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-25|issn=2079-6374|pmc=PMC9855954|pmid=36671960|doi=10.3390/bios13010125|pages=125|volume=13|issue=1|language=en|first=Avinash V.|last=Police Patil|first2=Yu-Sheng|last2=Chuang|first3=Chenzhong|last3=Li|first4=Ching-Chou|last4=Wu}}</ref>]]
Біосенсори на основі антитіл (імуносенсори), які керуються винятковою специфічністю антитіл або їх похідних молекул, володіють передовою точністю в розпізнаванні антигенів. Імуносенсори,стають незамінними в багатогранних застосуваннях, починаючи від складної медичної діагностики і закінчуючи пильним моніторингом навколишнього середовища та суворими перевірками безпеки харчових продуктів.<ref name=":94" /><ref name=":95" /><ref name=":96" />

Їх висока чутливість і специфічність у ідентифікації різноманітних антигенів пропонує точне та швидке виявлення захворювань, патогенів і біомаркерів. Біосенсори на основі антитіл є інструментами для скринінгу захворювань, прогнозування та [[Моніторинг (медицина)|моніторингу]] терапії, даючи можливість покращити догляд за [[пацієнт]]ами та результати [[лікування]].<ref name=":18" /><ref name=":19" />

Крім медицини, імуносенсори відіграють вирішальну роль у моніторингу навколишнього середовища, виявляючи забруднювачі та патогени, забезпечуючи безпеку чистоти повітря, води та ґрунту.<ref name=":20" /> Більше того, у харчовій промисловості ці біосенсори захищають здоров’я споживачів, швидко ідентифікуючи харчові патогени та забруднювачі, забезпечуючи таким чином якість і безпеку харчових продуктів, що надходять на ринок.<ref name=":21" /><ref name=":4" /><ref name=":5" /><ref name=":22" />

==== Біосенсори на основі нуклеїнових кислот ====
[[Файл:Nucleic acids electrochemical biosensor general principles.webp|міні|Загальні принципи електрохімічного біосенсора на основі нуклеїнових кислот.<ref>{{Cite news|title=DNA/RNA Electrochemical Biosensing Devices a Future Replacement of PCR Methods for a Fast Epidemic Containment|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/20/16/4648|work=Sensors|date=2020-01|accessdate=2023-12-25|issn=1424-8220|doi=10.3390/s20164648|pages=4648|volume=20|issue=16|language=en|first=Manikandan|last=Santhanam|first2=Itay|last2=Algov|first3=Lital|last3=Alfonta}}</ref>]]
Біосенсори на основі нуклеїнових кислот, які використовують послідовності [[Дезоксирибонуклеїнова кислота|ДНК]] або [[Рибонуклеїнова кислота|РНК]], [[аптамер]]и<ref name=":23" />, {{Не перекладено|ДНК-зим|ДНК-зими|en|Deoxyribozyme}}<ref name=":24" /> або події гібридизації (Hybridization events)<ref name=":25" /> як елементи розпізнавання, використовують принципи подій гібридизації або взаємодій, специфічних для послідовностей, щоб точно визначити цільові нуклеїнові кислоти.<ref name=":26" /><ref name=":27" /><ref name=":28" /> Цей механізм, заснований на комплементарному зв’язуванні послідовностей нуклеїнових кислот, забезпечує високоспецифічне та селективне виявлення в різних застосуваннях, служачи наріжним каменем у генетичному тестуванні та інших біомедичних застосуваннях, ідентифікації патогенів та аналізі середовища.

У рамках генетичного тестування ці біосенсори відіграють трансформаційну роль у ідентифікації конкретних генів, мутацій або цікавих послідовностей. Їх висока специфічність і точність полегшують діагностику [[Генетичні хвороби|генетичних розладів]], сприяючи розвитку [[Персоналізована медицина|персоналізованої медицини]] та прогностичну оцінку. Наприклад, у діагностиці раку ці біосенсори допомагають ідентифікувати мутації або варіації, критичні для вибору лікування та моніторингу терапевтичних відповідей.<ref>{{Cite news|title=Nucleic acid-based biosensors: analytical devices for prevention, diagnosis and treatment of diseases|url=https://docs.bvsalud.org/biblioref/2022/04/1363266/nucleic-acid-based-biosensors-analytical-devices-for-preventio_Kp5D2we.pdf|work=Vitae|date=2021-12-07|accessdate=2023-12-24|issn=2145-2660|doi=10.17533/udea.vitae.v28n3a347259|volume=28|issue=3|first=Laura|last=Carvajal Barbosa|first2=Diego|last2=Insuasty Cepeda|first3=Andrés Felipe|last3=León Torres|first4=Maria Mercedes|last4=Arias Cortes|first5=Zuly Jenny|last5=Rivera Monroy|first6=Javier Eduardo|last6=Garcia Castaneda}}</ref><ref name=":28" /><ref name=":30" />

У ідентифікації патогенів біосенсори на основі нуклеїнових кислот служать швидкими та точними інструментами для виявлення [[вірус]]них, [[Бактерії|бактеріальних]] або [[Грибкові захворювання|грибкових]] патогенів. Їх здатність націлюватися на конкретні генетичні послідовності дозволяє раннє та точне виявлення інфекційних агентів, що має вирішальне значення для спостереження за захворюваннями, боротьби зі спалахами та забезпечення готовності громадської охорони здоров’я.<ref>{{Cite news|title=Paper-Based Biosensors for the Detection of Nucleic Acids from Pathogens|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/12/1094|work=Biosensors|date=2022-12|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9776365|pmid=36551061|doi=10.3390/bios12121094|pages=1094|volume=12|issue=12|language=en|first=Jiangshan|last=Wang|first2=Josiah Levi|last2=Davidson|first3=Simerdeep|last3=Kaur|first4=Andres A.|last4=Dextre|first5=Mohsen|last5=Ranjbaran|first6=Mohamed S.|last6=Kamel|first7=Shreya Milind|last7=Athalye|first8=Mohit S.|last8=Verma}}</ref><ref name=":97">{{Cite news|title=Nanotechnology-Assisted Biosensors for the Detection of Viral Nucleic Acids: An Overview|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/2/208|work=Biosensors|date=2023-02|accessdate=2023-12-25|issn=2079-6374|pmc=PMC9953881|pmid=36831973|doi=10.3390/bios13020208|pages=208|volume=13|issue=2|language=en|first=Hye Kyu|last=Choi|first2=Jinho|last2=Yoon}}</ref><ref>{{Cite news|title=Recent Progress on Optical Biosensors Developed for Nucleic Acid Detection Related to Infectious Viral Diseases|url=https://www.mdpi.com/2072-666X/14/2/295|work=Micromachines|date=2023-02|accessdate=2023-12-24|issn=2072-666X|pmc=PMC9966969|pmid=36837995|doi=10.3390/mi14020295|pages=295|volume=14|issue=2|language=en|first=Ece|last=Eksin|first2=Arzum|last2=Erdem}}</ref><ref name=":29" />

Крім того, в аналізі навколишнього середовища ці біосенсори роблять значний внесок у моніторинг якості води, виявлення забруднювачів навколишнього середовища та виявлення мікробних забруднень. Їхня специфіка дозволяє цілеспрямовано виявляти певні організми або генетичні маркери, що вказують на здоров’я навколишнього середовища, сприяючи своєчасному втручанню та зусиллям щодо збереження.<ref>{{Cite news|title=Nucleic acid biosensors for environmental pollution monitoring|url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/an/b802920m|work=Analyst|date=2008-06-24|accessdate=2023-12-24|issn=1364-5528|doi=10.1039/B802920M|pages=846–854|volume=133|issue=7|language=en|first=Ilaria|last=Palchetti|first2=Marco|last2=Mascini}}</ref><ref>{{Cite news|title=Modern Electrochemical Biosensing Based on Nucleic Acids and Carbon Nanomaterials|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/23/6/3230|work=Sensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC10057701|pmid=36991941|doi=10.3390/s23063230|pages=3230|volume=23|issue=6|language=en|first=Anna|last=Szymczyk|first2=Robert|last2=Ziółkowski|first3=Elżbieta|last3=Malinowska}}</ref>

==== Біосенсори на основі клітин ====
Використовуючи живі клітини або частини тканин як елементи розпізнавання, ці біосенсори пропонують відповіді в реальному часі на різні аналіти, служачи для оцінки [[Токсичність|токсичності]], скринінгу ліків і моніторингу навколишнього середовища.<ref name=":31" /><ref name=":32" /><ref name=":33" /><ref name=":34" /><ref name=":35" />

Вони є цікавим вибором біорецепторів, оскільки вони забезпечують гнучкість у визначенні стратегії зондування, дешевші, ніж очищені ферменти та антитіла, і роблять виготовлення відносно простим і економічно ефективним. А завдяки прогресу в галузі [[Синтетична біологія|синтетичної біології]], мікрофлюїдики та [[Літографія|літографії]] за останні п’ять років було зроблено багато захоплюючих подій у розробці біосенсорів на основі клітин. 3D-системи [[Культура клітин|клітинної культури]], інтегровані з електродами, тепер дають нові знання про [[патогенез]] і [[Фізіологія|фізіологію]] захворювання, тоді як технологія {{Не перекладено|Матриця мікроелектродів|матриці мікроелектродів|en|Microelectrode array}} (MEA), інтегрованої, до прикладу, в [[кардіоміоцит]]и, буде стандартизована для оцінки серцевої токсичності, спричиненої ліками. Від клітинних мікрочипів для застосування з високою пропускною здатністю до плазмонних пристроїв для тестування антимікробної чутливості та появи мікробних біосенсорів на [[Паливний елемент|паливних елементах]], клітинні біосенсори еволюціонували від простих інструментів для виявлення специфічних аналітів до багатопараметричних пристроїв для моніторингу та оцінки в реальному часі. Однак, незважаючи на ці досягнення, необхідно вирішити такі проблеми, як [[Регенерація (біологія)|регенерація]] та термін зберігання, [[гетерогенність]] клітинних популяцій, високі перешкоди та високі витрати на допоміжне обладнання, перш ніж можна буде реалізувати повний потенціал клітинних біосенсорів у більших масштабах.<ref>{{Cite news|title=Cell-based biosensors: Recent trends, challenges and future perspectives|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566319305147|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2019-09-15|accessdate=2023-12-25|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2019.111435|pages=111435|volume=141|first=Niharika|last=Gupta|first2=Venkatesan|last2=Renugopalakrishnan|first3=Dorian|last3=Liepmann|first4=Ramasamy|last4=Paulmurugan|first5=Bansi D.|last5=Malhotra}}</ref>

При оцінці токсичності ці біосенсори забезпечують більш біологічно релевантну реакцію, імітуючи [[Фізіологія|фізіологічні]] стани людини, таким чином уможливлюючи точні оцінки токсичності для фармацевтичних препаратів, хімічних речовин і забруднювачів навколишнього середовища.<ref name=":41">{{Cite news|title=The Application of Whole Cell-Based Biosensors for Use in Environmental Analysis and in Medical Diagnostics|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/17/7/1623|work=Sensors|date=2017-07|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC5539819|pmid=28703749|doi=10.3390/s17071623|pages=1623|volume=17|issue=7|language=en|first=Qingyuan|last=Gui|first2=Tom|last2=Lawson|first3=Suyan|last3=Shan|first4=Lu|last4=Yan|first5=Yong|last5=Liu}}</ref> (''див. також'' [[Орган на чипі]], [[Органоїд]])

Крім того, у скринінгу лікарських засобів використання клітинних і тканинних біосенсорів пропонує платформу для високопродуктивного скринінгу, що дозволяє оцінити ефективність, токсичність і потенційні побічні ефекти ліків. Ці біосенсори допомагають прискорити процеси відкриття ліків і сприяють більш ефективній фармацевтичній розробці.<ref>{{Cite news|title=3D cell-based biosensor for cell viability and drug assessment by 3D electric cell/matrigel-substrate impedance sensing|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566318307358|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2019-04-01|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2018.09.046|pages=344–351|volume=130|first=Yuxiang|last=Pan|first2=Ning|last2=Hu|first3=Xinwei|last3=Wei|first4=Lin|last4=Gong|first5=Bin|last5=Zhang|first6=Hao|last6=Wan|first7=Ping|last7=Wang}}</ref>

У моніторингу навколишнього середовища їх динамічний характер дозволяє виявляти складні взаємодії між забруднювачами та живими організмами. Вони дають цінну інформацію про вплив забруднювачів навколишнього середовища на біологічні системи, пропонуючи ранні попередження про потенційні [[Екологія|екологічні]] загрози та керуючи зусиллями щодо збереження навколишнього середовища.<ref name=":41" />

Адаптивність і реакція в режимі реального часу клітинних і тканинних біосенсорів відзначають їх як потужні інструменти в області біосенсорних технологій. Їх унікальна здатність імітувати біологічні реакції дозволяє проводити точніші, чутливі та прогнозні аналізи, сприяючи прогресу в токсикології, [[Фармацевтика|фармацевтиці]] та науках про навколишнє середовище.

==== Біосенсори на основі полімерів з молекулярним відбитком (MIP) ====
[[Файл:Molecularly Imprinted Polymers for Chemical Sensing.png|міні|Принципи роботи біосенсорів на основі полімерів з молекулярним відбитком (MIP) для хімічного зондування.<ref>{{Cite news|title=Molecularly Imprinted Polymers for Chemical Sensing: A Tutorial Review|url=https://www.mdpi.com/2227-9040/9/6/123|work=Chemosensors|date=2021-06|accessdate=2023-12-25|issn=2227-9040|doi=10.3390/chemosensors9060123|pages=123|volume=9|issue=6|language=en|first=Nadja|last=Leibl|first2=Karsten|last2=Haupt|first3=Carlo|last3=Gonzato|first4=Luminita|last4=Duma}}</ref>]]
Ці синтетичні [[полімери]] — {{Не перекладено|Полімери з молекулярним відбитком|полімери з молекулярним відбитком|en|Molecularly imprinted polymer}} — мають селективні сайти зв’язування, сформовані до конкретних цільових молекул, що відображають природні елементи розпізнавання. Біосенсори на основі MIP виявляють стабільність і специфічність, придатні для різних застосувань, включаючи хімічний і біологічний аналіз в медичній діагностиці<ref name=":36" /><ref name=":37" /> та інших сферах.<ref name=":38" /><ref name=":39" /><ref name=":40" />

Біосенсори на основі полімерів з молекулярним відбитком (MIP) представляють собою інноваційний рубіж у технології біосенсорів, що використовує синтетичні полімери зі спеціально розробленими сайтами зв’язування, створеними для імітації природніх елементів розпізнавання. Ці полімери виявляють чудову здатність вибірково зв’язуватися з конкретними цільовими [[молекула]]ми, забезпечуючи стабільність і специфічність, що має вирішальне значення для різноманітних застосувань у хімічних і біологічних аналізах. Унікальна особливість біосенсорів на основі MIP полягає в їхніх спеціально створених місцях зв’язування, створених за допомогою методів [[Молекулярний імпринтинг|молекулярного імпринтингу]] під час синтезу полімерів. Ці ділянки точно відповідають формі, розміру та функціональним групам цільових молекул, що забезпечує високоспецифічне та вибіркове розпізнавання, подібне до природних рецепторів. (''див. також'' [[Хімія полімерів]], [[Біополімери]])

Стабільність біосенсорів на основі MIP робить їх надійними та пружними, здатними витримувати суворі умови навколишнього середовища та багаторазове використання без шкоди для їхньої специфічності зв’язування. Ця довговічність робить їх безцінними в різноманітних аналітичних програмах, де стабільність і відтворюваність є найважливішими.<ref>{{Cite news|title=Molecularly Imprinted Polymer-Based Sensors for Protein Detection|url=https://www.mdpi.com/2073-4360/15/3/629|work=Polymers|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=2073-4360|pmc=PMC9919373|pmid=36771930|doi=10.3390/polym15030629|pages=629|volume=15|issue=3|language=en|first=Semra|last=Akgönüllü|first2=Seçkin|last2=Kılıç|first3=Cem|last3=Esen|first4=Adil|last4=Denizli}}</ref>

Їхня універсальність охоплює різні сфери, включаючи моніторинг навколишнього середовища, фармацевтичний аналіз і оцінку безпеки харчових продуктів. У моніторингу навколишнього середовища біосенсори на основі MIP полегшують виявлення забруднюючих речовин або цільових молекул у складних матрицях, пропонуючи чутливі та специфічні можливості виявлення, критично важливі для захисту екосистем. Крім того, у [[Фармацевтична промисловість|фармацевтичній]] та харчовій промисловості ці біосенсори відіграють ключову роль у контролі якості, виявляючи специфічні сполуки, забруднювачі або алергени. Їхня специфічність забезпечує точну ідентифікацію цільових молекул, забезпечуючи безпеку продукту та відповідність суворим нормам.

Точність, стабільність і специфічність, притаманні біосенсорам на основі MIP, підкреслюють їхню важливість як потужних аналітичних інструментів, що обіцяють досягнення в різних [[Наукова дисципліна|наукових дисциплінах]] і [[Промисловість|промислових]] застосуваннях.

=== На основі принципу перетворювача ===
Біосенсори також класифікують за принципом трансдукції, який використовується для перетворення біологічних взаємодій у вимірювані сигнали: як електрохімічні (які далі групуються як потенціометричні, амперометричні, імпедансні та кондуктометричні), електронні біосенсори, термічні біосенсори, оптичні та масові (гравіметричні).<ref name=":0" />

==== Електрохімічні біосенсори ====
[[Файл:Electrochemical Biosensors.webp|міні|Схематичні діаграми (a) амперометричного/вольтамперометричного, (b) потенціометричного, (c) кондуктометричного біосенсорів і (d) еквівалентної схеми імпедиметричного біосенсорів.<ref name=":0" />]]
Різноманітні методи охоплюють цю категорію, перетворюючи біохімічні реакції в електричні сигнали, або підсилюючи наявні електричні сигнали.<ref name=":42" />

* '''Амперометричні біосенсори''' вимірюють [[Сила струму|силу струму]] в результаті [[Окисно-відновна реакція|окисно-відновних реакцій]], що відбуваються на поверхні сенсора. Їх висока чутливість дозволяє виявляти аналіти в низьких концентраціях, що робить їх безцінними в різних областях, таких як клінічна діагностика, моніторинг навколишнього середовища та оцінка безпеки харчових продуктів.<ref name=":43" /><ref name=":44" /><ref name=":45" />
* '''Потенціометричні біосенсори''' виявляють зміни потенціалів, що виникають внаслідок взаємодії між аналітом і поверхнею сенсора.<ref name=":46" /><ref name=":47" /><ref>{{Cite news|title=Modern Potentiometric Biosensing Based on Non‐Equilibrium Measurement Techniques|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/chem.202302647|work=Chemistry – A European Journal|date=2023-12-22|accessdate=2023-12-24|issn=0947-6539|doi=10.1002/chem.202302647|volume=29|issue=72|language=en|first=Junsong|last=Mou|first2=Jiawang|last2=Ding|first3=Wei|last3=Qin}}</ref> Ця модальність пропонує специфічність у виявленні [[іон]]ів або сполук, знаходить застосування в вимірюванні рівня [[рН]]<ref>{{Cite news|title=Potentiometric performance of flexible pH sensor based on polyaniline nanofiber arrays|url=https://nanoconvergencejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s40580-019-0179-0|work=Nano Convergence|date=2019-12|accessdate=2023-12-24|issn=2196-5404|pmc=PMC6421353|pmid=30880366|doi=10.1186/s40580-019-0179-0|volume=6|issue=1|language=en|first=Hong Jun|last=Park|first2=Jo Hee|last2=Yoon|first3=Kyoung G.|last3=Lee|first4=Bong Gill|last4=Choi}}</ref><ref>{{Cite news|title=Recent Advances in Wearable Potentiometric pH Sensors|url=https://www.mdpi.com/2077-0375/12/5/504|work=Membranes|date=2022-05|accessdate=2023-12-24|issn=2077-0375|pmc=PMC9147059|pmid=35629830|doi=10.3390/membranes12050504|pages=504|volume=12|issue=5|language=en|first=Yitian|last=Tang|first2=Lijie|last2=Zhong|first3=Wei|last3=Wang|first4=Ying|last4=He|first5=Tingting|last5=Han|first6=Longbin|last6=Xu|first7=Xiaocheng|last7=Mo|first8=Zhenbang|last8=Liu|first9=Yingming|last9=Ma}}</ref>, вимірюванні ферментативної активності<ref>{{Cite news|title=Biosensor based on coupled enzyme reactions for determination of arginase activity|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567539422000883|work=Bioelectrochemistry|date=2022-08-01|accessdate=2023-12-24|issn=1567-5394|doi=10.1016/j.bioelechem.2022.108137|pages=108137|volume=146|first=Marcin|last=Urbanowicz|first2=Kamila|last2=Sadowska|first3=Agnieszka|last3=Paziewska-Nowak|first4=Anna|last4=Sołdatowska|first5=Dorota G.|last5=Pijanowska}}</ref> та іон-селективному виявленні<ref>{{Cite news|title=Potentiometric Performance of Ion-Selective Electrodes Based on Polyaniline and Chelating Agents: Detection of Fe2+ or Fe3+ Ions|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/7/446|work=Biosensors|date=2022-07|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9313018|pmid=35884249|doi=10.3390/bios12070446|pages=446|volume=12|issue=7|language=en|first=Rimeh|last=Ismail|first2=Ivana|last2=Šeděnková|first3=Zulfiya|last3=Černochová|first4=Iryna|last4=Romanenko|first5=Ognen|last5=Pop-Georgievski|first6=Martin|last6=Hrubý|first7=Elena|last7=Tomšík}}</ref>.
* '''Біосенсори на основі імпедансу''' вимірюють зміни в [[Електричний імпеданс|електричному імпедансі]] в результаті біомолекулярних взаємодій. Їхня здатність виявляти зміни провідності внаслідок подій зв’язування забезпечує високочутливий підхід без міток для застосувань біосенсору, включаючи гібридизацію ДНК, білок-білкові взаємодії та клітинні реакції.<ref name=":48" />

Інтеграція цих електрохімічних методів полегшує розробку високочутливих, швидких, чутливих і вибіркових біосенорних платформ, придатних для широкого спектру застосувань.<ref name=":42" /> Їх здатність перетворювати біологічні реакції в електричні сигнали забезпечує точне виявлення в реальному часі, сприяючи прогресу в діагностиці, моніторингу навколишнього середовища та біомедичних [[Наукове дослідження|дослідженнях]].

==== Оптичні біосенсори ====
[[Файл:Optical Biosensors.webp|міні|Схематичні діаграми (а) [[Хемолюмінесценція|хемілюмінесцентного]] біосенсора, (б) біосенсора [[Поверхневий плазмонний резонанс|поверхневого плазмонного резонансу]] і (в) [[Оптоволокно|оптоволоконного]] біосенсора на основі швидкоплинних хвиль.<ref name=":0" />]]
Оптичні біосенсори представляють собою складний клас біосенсорних технологій, які використовують зміни у властивостях світла в результаті біологічних взаємодій. Ці біосенсори охоплюють низку методів, включаючи поверхневий плазмонний резонанс (SPR), флюоресценцію, люмінесценцію та методи на основі абсорбції, кожен з яких пропонує унікальні переваги у виявленні та кількісному визначенні аналітів.

* '''[[Поверхневий плазмонний резонанс]]''' (SPR) використовує зміни показника заломлення на поверхні датчика, що дозволяє виявляти біомолекулярні взаємодії в реальному часі без міток. Цей метод широко використовується у вивченні подій молекулярного зв’язування, пропонуючи високу чутливість і можливість відстежувати кінетику в реальному часі.<ref>{{Cite news|title=Метод поверхневого плазмонного резонансу як перспектива розвитку біосенсорики|url=http://biomedtech.kpi.ua/article/view/152465|work=Біомедична інженерія і технологія|date=2018-12-22|accessdate=2023-12-24|issn=2707-8434|doi=10.20535/2617-8974.2018.1(1).152465|issue=1(1)|language=uk|first=Н. А.|last=Меренич|first2=Л. Є.|last2=Калашнікова}}</ref><ref name=":6" /><ref name=":54" />
* '''Біосенсори на основі [[Флюоресценція|флюоресценції]]'''<ref name=":55" /><ref name=":6" /><ref name=":56" /><ref name=":57" /> та [[Люмінесценція|'''люмінесценції''']]<ref name=":58" /><ref name=":59" /><ref name=":60" /> використовують випромінювання світла флуоресцентними або люмінесцентними молекулами під час збудження, що забезпечує високочутливе виявлення. Ці методи дозволяють виявляти низькі концентрації аналітів і сприяють [[Мультиплексування|мультиплексуванню]], що дозволяє одночасно виявляти кілька цілей.
* '''Біосенсори на основі [[Абсорбція|абсорбції]]''' вимірюють зміни в поглинанні світла молекулами, надаючи кількісну інформацію про концентрацію конкретних аналітів. Вони пропонують простоту та універсальність, що робить їх придатними для різноманітних застосувань у біомедичних дослідженнях та моніторингу навколишнього середовища.<ref name=":7" /><ref name=":61" />

Відсутність міток в оптичних біосенсорах, а також їх висока чутливість і здатність виявляти найменші зміни, позиціонують їх як цінні інструменти в різних сферах, таких як медична діагностика<ref name=":3" /><ref name=":62" /><ref name=":63" /> та моніторинг<ref>{{Cite news|title=Optical Biosensors for Therapeutic Drug Monitoring|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/9/4/132|work=Biosensors|date=2019-12|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC6955905|pmid=31718050|doi=10.3390/bios9040132|pages=132|volume=9|issue=4|language=en|first=Vivian|last=Garzón|first2=Daniel G.|last2=Pinacho|first3=Rosa-Helena|last3=Bustos|first4=Gustavo|last4=Garzón|first5=Sandra|last5=Bustamante}}</ref>, моніторинг навколишнього середовища<ref name=":64" /> та молекулярні дослідження. Їхня здатність забезпечувати кількісні та неінвазивні вимірювання в реальному часі робить значний внесок у вдосконалення біосенсорних технологій для різноманітних застосувань.

Як підмножину оптичних біосенсорів також виділють так звані '''метафотонні біосенсори'''. Метафотонні біосенсори маніпулюють світлом через [[Наноструктура|наноструктури]] за межами оптичної поведінки природних матеріалів. Використовуючи [[метаматеріал]]и та [[Нанофотоніка|нанофотоніку]], вони пропонують точний контроль над [[Електромагнітна хвиля|електромагнітними хвилями]] для посиленої модуляції властивостей [[матеріал]]у. Використовуючи такі конфігурації, як [[Нанострижень|нанострижні]] та [[плазмон]]ні метаповерхні, ці біосенсори досягають надзвичайної чутливості, забезпечуючи точне біомолекулярне виявлення. Резонансна метафотоніка, особливо діелектричні метаповерхні, революціонізує субхвильову оптику та обіцяє високий [[коефіцієнт пропускання]] та [[Коефіцієнт заломлення|заломлення]] для розширеного [[Рефрактометричний аналіз|рефрактометричного]] зондування. Інтеграція метафотонних біосенсорів у діагностику трансформує виявлення захворювань, пропонуючи економічно ефективні, чутливі та зручні рішення для персоналізованого медичного обслуговування.<ref name=":98">{{Cite news|title=Recent Advances in Metaphotonic Biosensors|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/6/631|work=Biosensors|date=2023-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10296124|pmid=37366996|doi=10.3390/bios13060631|pages=631|volume=13|issue=6|language=en|first=Dang Du|last=Nguyen|first2=Seho|last2=Lee|first3=Inki|last3=Kim}}</ref>

==== П’єзоелектричні біосенсори ====
[[Файл:Piezoelectric-based biosensor, quartz crystal microbalance-based biosensor, and magnetoelastic-based biosensor.webp|міні|Схематичні діаграми (a) п’єзоелектричного біосенсора, (b) біосенсора на основі кварцових мікровагів та (c) біосенсора на основі магнітопружності.<ref name=":0" />]]
'''П’єзоелектричні перетворювачі''': вимірювання змін маси на поверхні датчика, {{Не перекладено|Кварцові мікроваги|кварцові мікроваги|en|Quartz crystal microbalance}} і пристрої з [[Поверхневі акустичні хвилі|поверхневими акустичними хвилями]] забезпечують високу чутливість і моніторинг у реальному часі.<ref name=":73" /><ref name=":74" /> Вони знаходять застосування в різних галузях від медичної діагностики<ref name=":75" /><ref name=":76" /><ref name=":77" /> до аналізу навколишнього середовища<ref name=":78" />.

П’єзоелектричні біосенсори використовують п’єзоелектричний ефект, коли [[механічна напруга]] створює [[електричний заряд]] у певних [[П'єзоелектрики|матеріалах]], уможливлюючи точне виявлення шляхом визначення змін маси на поверхні датчика. Мікроваги з кварцового кристала (QCM) і пристрої з поверхневими акустичними хвилями (SAW) є прикладом цього принципу, пропонуючи високу чутливість і можливості моніторингу в реальному часі в програмах біосенсору.

* {{Не перекладено|Кварцові мікроваги|Кварцові мікроваги|en|Quartz crystal microbalance}} (QCM) функціонують шляхом вимірювання змін частоти в кристалі кварцу, викликаних осіданням або видаленням маси на його поверхні. Ця технологія має виняткову чутливість, дозволяючи в режимі реального часу виявляти найменші зміни маси. Біосенсори QCM знаходять широке застосування у вивченні біомолекулярних взаємодій, моніторингу клітинних реакцій та аналізі тонких плівок.<ref>{{Cite news|title=Quartz crystal microbalance-based biosensors as rapid diagnostic devices for infectious diseases|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566320305054|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2020-11-15|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|pmc=PMC7443316|pmid=32889395|doi=10.1016/j.bios.2020.112513|pages=112513|volume=168|first=Hui Jean|last=Lim|first2=Tridib|last2=Saha|first3=Beng Ti|last3=Tey|first4=Wen Siang|last4=Tan|first5=Chien Wei|last5=Ooi}}</ref><ref name=":65" /><ref name=":66" /><ref name=":67" />
* '''Пристрої з [[Поверхневі акустичні хвилі|поверхневими акустичними хвилями]]''' (SAW), які подібним чином використовують [[П'єзоефект|п’єзоелектричний ефект]], поширюють [[акустичні хвилі]] поверхнею п’єзоелектричного матеріалу. Вони вимірюють зміни [[Фазова швидкість|фазової швидкості]] або [[Амплітуда|амплітуди]] хвилі в результаті молекулярного зв’язування або зміни маси на поверхні датчика. Біосенсори SAW пропонують високу чутливість, швидкий час відгуку та можливості безперервного моніторингу, що підходить для різноманітних застосувань біосенсору, таких як моніторинг навколишнього середовища та медична діагностика.<ref name=":68" /><ref name=":69" /><ref name=":70" /><ref name=":71" /><ref name=":72" /><ref>{{Cite news|title=Surface Acoustic Wave (SAW) Sensors for Hip Implant: A Numerical and Computational Feasibility Investigation Using Finite Element Methods|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/1/79|work=Biosensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9855817|pmid=36671914|doi=10.3390/bios13010079|pages=79|volume=13|issue=1|language=en|first=Muhammad|last=Hafizh|first2=Md Mohiuddin|last2=Soliman|first3=Yazan|last3=Qiblawey|first4=Muhammad E. H.|last4=Chowdhury|first5=Mohammad Tariqul|last5=Islam|first6=Farayi|last6=Musharavati|first7=Sakib|last7=Mahmud|first8=Amith|last8=Khandakar|first9=Mohammad|last9=Nabil}}</ref><ref>{{Cite news|title=Application of Shear Horizontal Surface Acoustic Wave (SH-SAW) Immunosensor in Point-of-Care Diagnosis|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/6/605|work=Biosensors|date=2023-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10296254|pmid=37366970|doi=10.3390/bios13060605|pages=605|volume=13|issue=6|language=en|first=Chia-Hsuan|last=Cheng|first2=Hiromi|last2=Yatsuda|first3=Mikihiro|last3=Goto|first4=Jun|last4=Kondoh|first5=Szu-Heng|last5=Liu|first6=Robert Y. L.|last6=Wang}}</ref>

Надзвичайна чутливість і функції моніторингу в реальному часі п’єзоелектричних біосенсорів роблять значний внесок у технологію біосенсору. Їх здатність розпізнавати тонкі зміни маси або молекулярні взаємодії є перспективною для просування біомедичних досліджень, моніторингу навколишнього середовища та розробки різноманітних діагностичних інструментів.

==== Електронні біосенсори ====
[[Файл:Enzyme thermistor-based biosensor, Si nanowire-based field-effect transistor (FET) biosensor, and surface acoustic wave (SAW)-based biosensor.webp|міні|Схематичні діаграми (а) біосенсора на основі ферментного [[термістор]]а, (б) біосенсора на основі [[Польовий транзистор|польового транзистора]] ([[Bio-FET]]) на основі кремнієвих нанодротів (D — стік, а S — джерело) і (в) біосенсора на основі [[Поверхневі акустичні хвилі|поверхневих акустичних хвиль]] (SAW). біосенсор.<ref name=":0" />]]
Електронні біосенсори включають ряд датчиків, які перетворюють біологічні реакції в електронні сигнали, сприяючи чутливому та швидкому виявленню:

* [[Польовий транзистор|'''Польові транзистори''']]: [[Bio-FET|біосенсори на основі польових транзисторів]] (Bio-FET) використовують зміни в електричному полі на поверхні транзистора, викликані біомолекулярними взаємодіями. Ці біосенсори мають високу чутливість і застосовуються для виявлення ДНК, аналізу [[Білки|білка]] та діагностики захворювань.<ref name=":49" /><ref name=":50" />
* '''Провідні полімери''': біосенсори, що використовують [[електропровідні полімери]], впливають на зміни [[Електропровідність|електропровідності]] внаслідок зв’язування на поверхні полімеру. Ці біосенсори використовуються для виявлення різних біомолекул і забруднювачів навколишнього середовища.<ref name=":51" /><ref name=":52" />
* {{Не перекладено|Іон-селективний польовий транзисторор|Іон-селективні польові транзистори|en|ISFET}} (ISFET): ISFET вимірюють зміни концентрації іонів на поверхні сенсора внаслідок біохімічних реакцій.<ref>{{Cite news|title=Current Progress in Ion-Sensitive-Field-Effect-Transistor for Diagnostic and Clinical Biomedical Applications|url=https://link.springer.com/10.1007/s12633-023-02675-1|work=Silicon|date=2023-09-21|accessdate=2023-12-24|issn=1876-990X|doi=10.1007/s12633-023-02675-1|language=en|first=Priyanka|last=Goma|first2=Ashwani K.|last2=Rana}}</ref><ref>{{Cite news|title=ISFET‐based sensors for (bio)chemical applications: A review|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elsa.202100207|work=Electrochemical Science Advances|date=2023-08|accessdate=2023-12-24|issn=2698-5977|doi=10.1002/elsa.202100207|volume=3|issue=4|language=en|first=Shengli|last=Cao|first2=Peng|last2=Sun|first3=Gang|last3=Xiao|first4=Qiang|last4=Tang|first5=Xinyue|last5=Sun|first6=Hongyu|last6=Zhao|first7=Shuang|last7=Zhao|first8=Huibin|last8=Lu|first9=Zhao|last9=Yue}}</ref> Вони зазвичай використовуються для вимірювання pH і виявлення активності ферментів та антитіл.<ref>{{Cite news|title=Biosensors Based on Ion-Sensitive Field-Effect Transistors for HLA and MICA Antibody Detection in Kidney Transplantation|url=https://www.mdpi.com/1420-3049/27/19/6697|work=Molecules|date=2022-01|accessdate=2023-12-24|issn=1420-3049|pmc=PMC9572778|pmid=36235233|doi=10.3390/molecules27196697|pages=6697|volume=27|issue=19|language=en|first=Thu Zar Ma Ma Moe|last=Min|first2=Sonwit|last2=Phanabamrung|first3=Woraphan|last3=Chaisriratanakul|first4=Apirak|last4=Pankiew|first5=Awirut|last5=Srisuwan|first6=Kondee|last6=Chauyrod|first7=Cholatip|last7=Pongskul|first8=Chamras|last8=Promptmas|first9=Chanvit|last9=Leelayuwat}}</ref><ref name=":53">{{Cite news|title=From ion‐sensitive field‐effect transistor to 2D materials field‐effect‐transistor biosensors|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elsa.202200006|work=Electrochemical Science Advances|date=2023-12|accessdate=2023-12-24|issn=2698-5977|doi=10.1002/elsa.202200006|volume=3|issue=6|language=en|first=Silvia|last=Rizzato|first2=Anna Grazia|last2=Monteduro|first3=Angelo|last3=Leo|first4=Maria Teresa|last4=Todaro|first5=Giuseppe|last5=Maruccio}}</ref>
* '''[[Вуглецеві нанотрубки]] і біосенсори на основі графену''': використовуючи унікальні електричні властивості наноматеріалів на основі вуглецю, ці біосенсори пропонують високу чутливість і вибірковість для виявлення біомолекул, патогенів і забруднень навколишнього середовища.<ref>{{Cite news|title=An Overview of Carbon Nanotubes and Graphene for Biosensing Applications|url=http://link.springer.com/10.1007/s40820-017-0128-6|work=Nano-Micro Letters|date=2017-07|accessdate=2023-12-24|issn=2311-6706|pmc=PMC6199032|pmid=30393720|doi=10.1007/s40820-017-0128-6|volume=9|issue=3|language=en|first=Zanzan|last=Zhu}}</ref><ref>{{Cite news|title=Carbon nanotubes and nanobelts as potential materials for biosensor|url=https://www.nature.com/articles/s41598-023-29862-9|work=[[Scientific Reports]]|date=2023-02-22|accessdate=2023-12-24|issn=2045-2322|doi=10.1038/s41598-023-29862-9|pages=3118|volume=13|issue=1|language=en|first=Seyyed Mostafa|last=Monavari|first2=Farah|last2=Marsusi|first3=Nafiseh|last3=Memarian|first4=Mohammad|last4=Qasemnazhand}}</ref><ref>{{Cite news|title=CNT and Graphene-Based Transistor Biosensors for Cancer Detection: A Review|url=https://www.mdpi.com/2218-273X/13/7/1024|work=Biomolecules|date=2023-07|accessdate=2023-12-24|issn=2218-273X|pmc=PMC10377131|pmid=37509060|doi=10.3390/biom13071024|pages=1024|volume=13|issue=7|language=en|first=Joydip|last=Sengupta|first2=Chaudhery Mustansar|last2=Hussain}}</ref><ref name=":53" />

==== Теплові біосенсори ====
Теплові біосенсори, які працюють за принципом виявлення змін тепла в результаті біохімічних реакцій, охоплюють різні модальності, одним з яких є калориметричні біосенсори.<ref name=":2" />

Калориметричні біосенсори точно вимірюють тепло, яке утворюється або поглинається під час біохімічних процесів, таких як ферментативні реакції або події зв’язування. Ця техніка забезпечує високочутливе виявлення без міток шляхом кількісного визначення теплових змін, пов’язаних із певними взаємодіями чи реакціями.

Їхня здатність виявляти дрібні зміни теплових сигнатур робить калориметричні біосенсори корисними для вивчення кінетики ферментів, зв’язування [[Ліганд (біохімія)|лігандів]] і молекулярних взаємодій.<ref name=":79" /><ref name=":80" />

==== Механічні біосенсори ====
Механічні біосенсори, зосереджені на виявленні механічних змін, викликаних біохімічними взаємодіями, включають біосенсори на основі мікроконсольної балки (мікрокантилевера) та наномеханічні біосенсори. Ці інноваційні платформи пропонують виняткову чутливість, дозволяючи виявляти без міток і детально вивчати біомолекулярні взаємодії.

Біосенсори на основі мікро[[Консольна балка|консольної балки]] використовують мікромасштабні пучки, які зазнають відхилення через молекулярні взаємодії, що відбуваються на їх поверхні. Ці відхилення, які часто вимірюються як зміни вигину пучка або резонансної частоти, дозволяють чутливо виявляти події молекулярного зв’язування.<ref name=":81" /><ref name=":82" />

Подібним чином наномеханічні біосенсори використовують нанорозмірні структури для виявлення незначних змін у результаті біохімічних взаємодій. Ці пристрої мають високу чутливість, дозволяючи вимірювати сили або переміщення на [[Нанонаука|нанорозмірі]], дозволяючи детально охарактеризувати біомолекулярні взаємодії.<ref name=":83" /><ref name=":84" /><ref name=":85" /><ref name=":86" />

Висока чутливість і можливості виявлення без міток механічних біосенсорів позиціонують їх як потужні інструменти для вивчення біомолекулярних взаємодій, розробки ліків і нанотехнологій. Їх здатність точно вимірювати механічні зміни, викликані біохімічними процесами, відкриває шляхи для розуміння фундаментальних біологічних механізмів і розробки передових діагностичних і аналітичних інструментів.

== Застосування ==
[[Файл:Various applications where biosensors have been used.png|міні|Різноманітні застосування, де використовуються біосенсори.<ref>{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/books/nanopores/biosensors-design-development-and-applications
|title=Biosensors: Design, Development and Applications |last=Tetyana
|first=Phumlani
|last2=Morgan Shumbula
|first2=Poslet
|last3=Njengele-Tetyana
|first3=Zikhona
|date=2021-11-10
|editor-last=Ameen
|editor-first=Sadia
|editor2-last=Shaheer Akhtar
|editor2-first=M.
|editor3-last=Shin
|editor3-first=Hyung-Shik
|series=Nanopores
|publisher=IntechOpen
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.97576
|isbn=978-1-83880-209-7
}}</ref>]]Завдяки своїй універсальності, точності та можливостям моніторингу в реальному часі біосенсори знаходять широкий спектр застосувань у різних галузях промисловості та [[Наука|науки]]. Їх постійний розвиток пропонує [[Інновація|інноваційні]] рішення та трансформаційний вплив у різних сферах, формуючи більш стійкий і здоровіший світ.

=== Медицина та охорона здоров'я ===
Біосенсори революціонізують медичну діагностику, забезпечуючи швидке, чутливе та специфічне виявлення біомаркерів, патогенів і захворювань. Вони спрощують тестування на наявність різноманітних хвороб та патологій, покращуючи догляд за пацієнтами та результати лікування.<ref>{{Cite news|title=Biosensors applications in medical field: A brief review|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666351121000218|work=Sensors International|date=2021-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-3511|doi=10.1016/j.sintl.2021.100100|pages=100100|volume=2|first=Abid|last=Haleem|first2=Mohd|last2=Javaid|first3=Ravi Pratap|last3=Singh|first4=Rajiv|last4=Suman|first5=Shanay|last5=Rab}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biosensors and Chemical Sensors for Healthcare Monitoring: A Review|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tee.23580|work=IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering|date=2022-05|accessdate=2023-12-24|issn=1931-4973|doi=10.1002/tee.23580|pages=626–636|volume=17|issue=5|language=en|first=Takahiro|last=Arakawa|first2=Dzung Viet|last2=Dao|first3=Kohji|last3=Mitsubayashi}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biosensors for healthcare: current and future perspectives|url=https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2022.12.005|work=Trends in Biotechnology|date=2023-03|accessdate=2023-12-24|issn=0167-7799|doi=10.1016/j.tibtech.2022.12.005|pages=374–395|volume=41|issue=3|first=Eun Ryung|last=Kim|first2=Cheulmin|last2=Joe|first3=Robert J.|last3=Mitchell|first4=Man Bock|last4=Gu}}</ref><ref name=":99">{{Cite news|title=Reshaping healthcare with wearable biosensors|url=https://www.nature.com/articles/s41598-022-26951-z|work=[[Scientific Reports]]|date=2023-03-27|accessdate=2023-12-24|issn=2045-2322|doi=10.1038/s41598-022-26951-z|pages=4998|volume=13|issue=1|language=en|first=Aaron Asael|last=Smith|first2=Rui|last2=Li|first3=Zion Tsz Ho|last3=Tse}}</ref><ref name=":90">{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/online-first/87990
|title=Applications of Cutting-Edge Biosensors in Healthcare and Biomedical Research |last=Alemdar
|first=Sündüz
|last2=Pekel Bayramgil
|first2=Nursel
|last3=Karakuş
|first3=Selcan
|date=2023-08-23
|series=Biomedical Engineering
|publisher=IntechOpen
|volume=0
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.112693
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biosensors and their widespread impact on human health|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666351123000311|work=Sensors International|date=2024-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-3511|doi=10.1016/j.sintl.2023.100257|pages=100257|volume=5|first=Dinesh|last=Bhatia|first2=Sohini|last2=Paul|first3=Tania|last3=Acharjee|first4=Shrimanata Sundar|last4=Ramachairy}}</ref>

Існує нагальна потреба у швидкому клінічному моніторингу та діагностичних підходах, які пов’язують високу чутливість, вибірковість і швидку роботу з визначенням зразків. Недавній прогрес у біоаналітичних методах призвів до інтеграції звичайних біологічних концепцій із цифровим приладдям для створення легкої у використанні портативної системи. Біосенсори є значним проривом у [[Наукове дослідження|наукових дослідженнях]], який можна визначити як пристрій, який спирається на специфічні біохімічні реакції за участю ізольованих ферментів, імунних систем, тканин, органел або цілих клітин під час виявлення електричних, теплових або оптичних сигналів хімічних сполук. Вони мають потенціал уможливити виявлення біологічних речовин за допомогою біорозпізнавання та передачі сигналу економічно ефективно, високоточно та швидко, що пропонує великі перспективи для зміни медичної парадигми: від лікування до профілактики й діагностики, через потенціал біомолекул як біомаркерів захворювань.<ref>{{Cite news|title=Recent Advances in Electrochemical Sensors for the Detection of Biomolecules and Whole Cells|url=https://www.mdpi.com/2227-9059/9/1/15|work=Biomedicines|date=2021-01|accessdate=2023-12-25|issn=2227-9059|pmc=PMC7824644|pmid=33375330|doi=10.3390/biomedicines9010015|pages=15|volume=9|issue=1|language=en|first=Intan Rosalina|last=Suhito|first2=Kyeong-Mo|last2=Koo|first3=Tae-Hyung|last3=Kim}}</ref>

Використання біосенсорів в охороні здоров’я стало ключовим у виявленні захворювань, моніторингу та оцінці лікування. Три важливі умови обумовлюють їх важливість: ідентифікація конкретних біомаркерів, використання неінвазивних методів моніторингу та розрізнення нормальних і хворобливих станів. Біосенсори, особливо в дослідженнях діабету, серцевих захворювань і онкопатологій, пропонують швидкий час реакції, доступність, зручність у використанні та потенціал для одноразових пристроїв, придатних для масового виробництва. Ці датчики показали багатообіцяюче застосування для діагностики таких захворювань, як [[малярія]], [[деменція]] й [[хвороба Альцгеймера]], [[Інфекція|інфекціні хвороби]] тощо.<ref name=":90" />

Постійний прогрес у біосенсорних технологіях підкреслює їх глибокий вплив на охорону здоров’я, забезпечуючи шляхи для швидкого й точного виявлення захворювань, моніторингу та персоналізованих підходів до лікування для широкого спектру захворювань.<ref name=":90" />

==== Застосування при діабеті ====
[[Файл:Design of the flexible epidermal biomicrofluidic device for continuous blood glucose monitoring.jpg|міні|Дизайн гнучкого епідермального біомікрофлюїдного пристрою для постійного [[Моніторинг (медицина)|моніторингу]] рівня [[Глюкоза|глюкози]] в [[кров]]і.<ref>{{Cite news|title=A thermal activated and differential self-calibrated flexible epidermal biomicrofluidic device for wearable accurate blood glucose monitoring|url=https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd0199|work=[[Science Advances]]|date=2021-01-29|accessdate=2023-12-24|issn=2375-2548|pmc=PMC7840141|pmid=33571117|doi=10.1126/sciadv.abd0199|volume=7|issue=5|language=en|first=Zhihua|last=Pu|first2=Xingguo|last2=Zhang|first3=Haixia|last3=Yu|first4=Jiaan|last4=Tu|first5=Hailong|last5=Chen|first6=Yuncong|last6=Liu|first7=Xiao|last7=Su|first8=Ridong|last8=Wang|first9=Lei|last9=Zhang}}</ref>]]
У лікуванні [[Діабет (види)|діабету]] біосенсори відіграють вирішальну роль у моніторингу рівня глюкози.<ref name=":88" /><ref name=":89" /> Останні досягнення включають [[Мікрофлюїди на паперовій основі|паперові датчики]] глюкози, інтегровані в [[смартфон]] чіпи для виявлення глюкози в [[Слина|слині]] та {{Не перекладено|Мікрофлюїдика|мікрофлюїдні|en|Microfluidics}} біосенсори, що демонструють чудову стабільність і вибірковість у моніторингу глюкози в сироватці крові. Ці інновації обіцяють покращену [[Профілактика (медицина)|профілактику]] та клінічну діагностику діабету, вирішуючи такі проблеми, як вартість, доступність і дискомфорт, пов’язані з традиційними методами моніторингу.<ref name=":90" />

==== Застосування при серцево-судинних захворюваннях ====
[[Файл:Schematic diagram of a remote health monitoring system based on wearable sensors.webp|міні|Принципова схема системи дистанційного [[Моніторинг (медицина)|моніторингу]] [[здоров'я]] на основі носимих біосенсорів.<ref name=":99"/>]]
Біосенсори, зосереджені на [[Серцево-судинні захворювання|серцево-судинних захворюваннях]], часто націлені на рівень [[Холестерол|холестерину]] та специфічні біомаркери, такі як {{Не перекладено|МікроРНК-21|мікроРНК-21|en|mIRN21}}. Аптасенсори для виявлення [[Тропонін|тропоніну Т]] (TnT) і портативні пристрої для постійного моніторингу життєво важливих показників у пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями демонструють значний потенціал для покращення діагностики, зниження рівня смертності та інтеграції [[Телемедицина|телемедицини]] в звичайну практику охорони здоров’я.<ref name=":90" />

==== Застосування в онкології ====
Розробка біосенсорів для діагностики раку передбачає різноманітні підходи, від електрохімічних біосенсорів для виявлення [[Протипухлинні препарати|протипухлинних препаратів]] до нанокомпозитних електродів для виявлення [[метотрексат]]у в зразках [[кров]]і. Ці біосенсори демонструють високу чутливість, вибірковість і стабільність, пропонуючи багатообіцяючі інструменти для раннього виявлення раку та терапевтичного моніторингу.<ref name=":90" />

==== Застосування при нейродегенеративних хворобах ====
Біосенсори для {{Не перекладено|Нейродегенеративні захворювання|нейродегенеративних захворювань|en|Neurodegenerative disease}}, таких як [[хвороба Паркінсона]] та Альцгеймера, включають передові технології, такі як рідкокристалічні біосенсори без міток та електрохімічні нейробіосенсори. Ці платформи демонструють виняткову чутливість у виявленні специфічних білків, пов’язаних із цими захворюваннями, що дозволяє ранню діагностику та потенційно покращує результати пацієнтів.<ref name=":90" /><ref>{{Cite news|title=3D-printed immunosensor for the diagnosis of Parkinson’s disease|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400523000680|work=[[Sensors and Actuators B: Chemical]]|date=2023-04-15|accessdate=2023-12-25|issn=0925-4005|doi=10.1016/j.snb.2023.133353|pages=133353|volume=381|first=Cristiane|last=Kalinke|first2=Paulo Roberto|last2=De Oliveira|first3=Craig E.|last3=Banks|first4=Bruno Campos|last4=Janegitz|first5=Juliano Alves|last5=Bonacin}}</ref>

==== Біосенсори при інших захворюваннях ====
Окрім таких захворювань, як малярія, інфекції та ішемічна хвороба серця, біосенсори також відіграють ключову роль у боротьбі з [[COVID-19]]. Їх швидкі, недорогі та надійні можливості виявлення були продемонстровані за допомогою інноваційних підходів, таких як холестеричні рідкокристалічні біосенсори, паперові електрохімічні сенсори та біосенсори на основі [[CRISPR]] для виявлення SARS-CoV-2 у слині.<ref name=":90" />

==== Перспективні технології ====

===== Персоналізована медицина =====
Перехід до [[Персоналізована медицина|персоналізованої медицини]] знаменує значну трансформацію в охороні здоров’я, відхід від узагальнених підходів до розгляду індивідуальних молекулярних профілів. Ця еволюція не тільки приносить користь пацієнтам, але й обіцяє [[Збільшення тривалості життя|довше]], здоровіше життя при оптимізації використання ресурсів у сфері охорони здоров’я. Біосенсорні технології є перспективними на цій арені, пропонуючи децентралізовану, економічно ефективну ідентифікацію біомаркерів. Ця актуальна колекція [[Аналітична хімія|аналітичної]] та [[Біоаналітична хімія|біоаналітичної хімії]] висвітлює новаторські розробки біосенсорів для персоналізованої охорони здоров’я. Ці пристрої використовують [[наноматеріали]], різноманітні біорецептори та нетрадиційні підкладки електродів.<ref>{{Cite news|title=Electrochemical biosensors — driving personalized medicine|url=https://link.springer.com/10.1007/s00216-022-04471-z|work=Analytical and Bioanalytical Chemistry|date=2023-03|accessdate=2023-12-24|issn=1618-2642|pmc=PMC9734388|pmid=36477907|doi=10.1007/s00216-022-04471-z|pages=1001–1002|volume=415|issue=6|language=en|first=Maria Jesús|last=Lobo-Castañón|first2=Susana|last2=Campuzano}}</ref><ref>{{Cite web|title=Analytical and Bioanalytical Chemistry, Electrochemical Biosensors – Driving Personalized Medicine - Springer|url=https://link.springer.com/journal/216/topicalCollection/AC_e31e598e2abba7c7faf6b72ec66e02d3|website=link.springer.com|accessdate=2023-12-24|language=en}}</ref>

Також, важлива особливість технології персоналізованих біосенсорів на місці надання медичної допомоги полягає в тому, що це може бути зроблено швидко і клінічним персоналом, який не навчений клінічним лабораторним наукам. Результати експрес-тесту можуть швидко дати [[лікар]]ю або іншому медичному працівнику відповіді, які можуть допомогти їм вирішити, що робити або як лікувати пацієнта. Це корисно майже скрізь, від відділення невідкладної допомоги до пацієнта, який отримує допомогу вдома.<ref>{{Cite news|title=Personalized biosensors for point-of-care diagnostics: from bench to bedside applications|url=https://www.ntno.org/v07p0210.htm|work=Nanotheranostics|date=2023-02-09|accessdate=2023-12-24|issn=2206-7418|pmc=PMC9925350|pmid=36793349|doi=10.7150/ntno.81485|pages=210–215|volume=7|issue=2|language=en|first=Pranjal|last=Chandra}}</ref>

Крім того, персоналізована медицина — це галузь із величезним потенціалом для покращення [[Якість життя|якості життя]] пацієнтів, у якій терапевтичний моніторинг лікарських засобів (TDM) може надати корисну інформацію. Що ще важливіше, неправильна доза препарату є звичайним фактором [[Лікарська помилка|лікарських помилок]]. Однак сучасна практика TDM займає багато часу та коштує, а також потребує спеціалізованих техніків. Одним із рішень є використання електрохімічних біосенсорів, які є недорогими, портативними та високочутливими.<ref>{{Cite news|title=Electrochemical biosensors: a nexus for precision medicine|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359644620304384|work=Drug Discovery Today|date=2021-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=1359-6446|doi=10.1016/j.drudis.2020.10.021|pages=69–79|volume=26|issue=1|first=Thomas D.|last=Pollard|first2=Jun Jie|last2=Ong|first3=Alvaro|last3=Goyanes|first4=Mine|last4=Orlu|first5=Simon|last5=Gaisford|first6=Mohammed|last6=Elbadawi|first7=Abdul W.|last7=Basit}}</ref>

===== Профілактична медицина =====
[[Файл:The concept of simultaneous noninvasive sampling and monitoring of ISF and sweat.jpg|міні|Концепція біосенсору для одночасного неінвазивного відбору проб і моніторингу [[Інтерстицій|інтерстиціальної]] рідини (ISF) і [[Піт|поту]].<ref>{{Cite news|title=Simultaneous Monitoring of Sweat and Interstitial Fluid Using a Single Wearable Biosensor Platform|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201800880|work=Advanced Science|date=2018-10|accessdate=2023-12-24|issn=2198-3844|pmc=PMC6193173|pmid=30356971|doi=10.1002/advs.201800880|volume=5|issue=10|language=en|first=Jayoung|last=Kim|first2=Juliane R.|last2=Sempionatto|first3=Somayeh|last3=Imani|first4=Martin C.|last4=Hartel|first5=Abbas|last5=Barfidokht|first6=Guangda|last6=Tang|first7=Alan S.|last7=Campbell|first8=Patrick P.|last8=Mercier|first9=Joseph|last9=Wang}}</ref>]]
Носимі датчики здоров'я можуть стежити за здоров'ям користувача у режимі реального часу, що відкриває великі перспективи для [[Профілактична медицина|профілактичної (превентивної) медицини]]. З розвитком апаратних технологій сенсорів і операційних систем функції переносних пристроїв поступово збагачуються більш різноманітними формами та точнішими фізіологічними показниками. Ці датчики рухаються до високої точності, безперервності та комфорту, вносячи великий внесок у покращення персоналізованого медичного обслуговування.<ref name=":99"/> Носимі біосенсори є ідеальною платформою для безперервного моніторингу здоров’я в режимі реального часу, які демонструють унікальні властивості, такі як автономне живлення, легкість, низька вартість, висока гнучкість, зручність виявлення та чудова відповідність.<ref name=":100">{{Cite news|title=Flexible and Wearable Biosensors for Monitoring Health Conditions|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/6/630|work=Biosensors|date=2023-06|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC10296135|pmid=37366995|doi=10.3390/bios13060630|pages=630|volume=13|issue=6|language=en|first=Zhimin|last=Song|first2=Shu|last2=Zhou|first3=Yanxia|last3=Qin|first4=Xiangjiao|last4=Xia|first5=Yanping|last5=Sun|first6=Guanghong|last6=Han|first7=Tong|last7=Shu|first8=Liang|last8=Hu|first9=Qiang|last9=Zhang}}</ref>

Наприклад, [[наукова стаття]] 2022 року, опублікована в [[Науковий журнал|науковому журналі]] ''[[Nature Biomedical Engineering]]'', описує переносний електрохімічний біосенсор для безперервного аналізу в [[Піт|поті]] під час [[Фізичні вправи|фізичних вправ]] і в стані спокою слідових рівнів багатьох метаболітів і поживних речовин, включаючи всі [[незамінні амінокислоти]] та [[вітаміни]]. Біосенсор складається з графенових електродів, які можливо багаторазово регенерувати на місці, функціоналізованих метаболітно-специфічними полімерами (MIP) з молекулярним імпринтом, подібних до антитіл, і окислювально-відновних репортерних наночастинок, а також інтегрованим з модулями для індукції поту на основі {{Не перекладено|Іонофорез|іонофорезу|en|Iontophoresis}}, мікрофлюїдного відбору зразків поту, обробки сигналів і калібрування, та [[Бездротовий зв'язок|бездротового зв’язку]]. У добровольців біосенсор дозволяв у режимі реального часу відстежувати споживання амінокислот та їх рівні під час фізичних вправ, а також оцінювати ризик [[Метаболічний синдром|метаболічного синдрому]] (шляхом кореляції рівнів амінокислот у [[Сироватка крові|сироватці крові]] та поті). Моніторинг метаболітів для раннього виявлення аномальних станів здоров’я може також полегшити застосування в персоналізованному [[Харчування людини|харчуванні]].<ref>{{Cite news|title=A wearable electrochemical biosensor for the monitoring of metabolites and nutrients|url=https://www.nature.com/articles/s41551-022-00916-z|work=[[Nature Biomedical Engineering]]|date=2022-11|accessdate=2023-12-24|issn=2157-846X|doi=10.1038/s41551-022-00916-z|pages=1225–1235|volume=6|issue=11|language=en|first=Minqiang|last=Wang|first2=Yiran|last2=Yang|first3=Jihong|last3=Min|first4=Yu|last4=Song|first5=Jiaobing|last5=Tu|first6=Daniel|last6=Mukasa|first7=Cui|last7=Ye|first8=Changhao|last8=Xu|first9=Nicole|last9=Heflin}}</ref>

БІосенсорні пристрої можуть розширити можливості лікарів первинної ланки, медсестер, фармацевтів та інших медичних працівників, а також пацієнтів, щоб швидко визначати та запроваджувати відповідні методи лікування та стратегії профілактики. Вони стануть значним стимулом для нових проактивних, прогностичних і профілактичних медичних пристроїв.<ref>{{Cite news|title=Biosensor Development and Innovation in Healthcare and Medical Applications|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/23/5/2717|work=Sensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC10007022|pmid=36904921|doi=10.3390/s23052717|pages=2717|volume=23|issue=5|language=en|first=David K.|last=Mills|first2=Gergana G.|last2=Nestorova}}</ref>

===== Штучний інтелект та інтеграція даних =====
Дані, отримані з таких джерел, як переносні датчики, [[Медична візуалізація|медичні зображення]], особисті записи про стан здоров’я та дані громадських організацій охорони здоров’я, призвели до значного зростання кількості [[Інформація|інформації]] в медичних науках за останнє десятиліття. Удосконалення обчислювального обладнання, такого як [[хмарні обчислення]], [[Графічний процесор|графічні процесори]] (GPU), [[FPGA|програмовані вентильні матриці]] (FPGA) і [[Тензорний процесор|тензорні процесори]] (TPU), забезпечують засоби для використання цих [[Дані|даних]]. Було розроблено низку складних методів [[Штучний інтелект|штучного інтелекту]] (ШІ), щоб отримати цінну інформацію з обширних наборів [[Великі дані|великих даних]] у галузі охорони здоров’я. Ці інноваційні рішення використовують штучний інтелект для допомоги в моніторингу електрофізіологічних і електрохімічних сигналів організму, а також у діагностиці захворювань. Ці досягнення є прикладом тенденції до персоналізованої медицини, що забезпечує високоефективне, економічно ефективне та точне лікування на місці.<ref name=":91">{{Cite web|title=Artificial Intelligence and Biosensors in Healthcare and Its Clinical Relevance: A Review {{!}} IEEE Journals & Magazine {{!}} IEEE Xplore|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10149321/|website=ieeexplore.ieee.org|accessdate=2023-12-24|doi=10.1109/access.2023.3285596}}</ref><ref name=":101">{{Cite news|title=Artificial intelligence enhanced sensors - enabling technologies to next-generation healthcare and biomedical platform|url=https://bioelecmed.biomedcentral.com/articles/10.1186/s42234-023-00118-1|work=Bioelectronic Medicine|date=2023-08-02|accessdate=2023-12-25|issn=2332-8886|pmc=PMC10394931|pmid=37528436|doi=10.1186/s42234-023-00118-1|volume=9|issue=1|language=en|first=Chan|last=Wang|first2=Tianyiyi|last2=He|first3=Hong|last3=Zhou|first4=Zixuan|last4=Zhang|first5=Chengkuo|last5=Lee}}</ref><ref name=":102">{{Cite news|title=S E RS‐Based Biosensors Combined with Machine Learning for Medical Application**|url=https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/open.202200192|work=ChemistryOpen|date=2023-01|accessdate=2023-12-25|issn=2191-1363|pmc=PMC9831797|pmid=36627171|doi=10.1002/open.202200192|volume=12|issue=1|language=en|first=Yan|last=Ding|first2=Yang|last2=Sun|first3=Cheng|last3=Liu|first4=Qiao‐Yan|last4=Jiang|first5=Feng|last5=Chen|first6=Yue|last6=Cao}}</ref>

Крім того, досягнення у сфері [[Інтернет речей|інтернету речей]] та обчислювальних технологій, таких як [[ШІ-прискорювач]], [[кордонні обчислення]] та [[федеративне навчання]] також пропонують песпективні застосування для цілей медицини.<ref name=":91" />

==== Наномедицина ====
Біосенсори мають великий потенціал у сфері [[Наномедицина|наномедицини]]. Ці пристрої готові зробити революцію в цільовій доставці ліків на клітинному рівні, пропонуючи новаторські кроки у [[Фармакологія|фармакології]]. Крім того, біосенсори обіцяють надати безпрецедентне розуміння клітинної динаміки, прокладаючи шлях для новітньої діагностики та терапевтичних методів.<ref>{{Cite news|title=Current nanotechnology advances in diagnostic biosensors|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mds3.10156|work=MEDICAL DEVICES & SENSORS|date=2021-02|accessdate=2023-12-24|issn=2573-802X|doi=10.1002/mds3.10156|volume=4|issue=1|language=en|first=Ana I.|last=Barbosa|first2=Rita|last2=Rebelo|first3=Rui L.|last3=Reis|first4=Mrinal|last4=Bhattacharya|first5=Vitor M.|last5=Correlo}}</ref><ref>{{Cite web|title=Bio-Nano Interfaces: From Biosensors to Nanomedicine {{!}} Frontiers Research Topic|url=https://www.frontiersin.org/research-topics/10355/bio-nano-interfaces-from-biosensors-to-nanomedicine|website=www.frontiersin.org|accessdate=2023-12-24}}</ref> (''див. також'' [[Нанобіотехнологія]])

=== Біомедична інженерія ===
Хоч біосенсори є загалом сферою досліджень [[Біоінженерія|біоінженерії]] та [[Біомедична інженерія|біомедичної інженерії]], якщо розглядати саме в контексті біомедичної інженерії, то біосенсори, зокрема, привносять значні інновації в технології медичної діагностики, моніторингу, медичних імплантів, тканинної інженерії, та багатьох інших.

==== Медичні імпланти ====
Удосконалення технології біосенсорів призвело до створення переносних і [[Імплантати|імплантованих пристроїв]] для безперервного моніторингу здоров’я. Ці пристрої відстежують життєво важливі функції, рівень глюкози та інші біомаркери, пропонуючи персоналізоване лікування та лікування захворювань. Біосенсори в медичних імплантатах відстежують такі фізіологічні параметри, як рівень глюкози або біомаркери, що дозволяє збирати дані в організмі в реальному часі. Вони полегшують раннє виявлення аномалій, покращують діагностичні можливості та дозволяють своєчасно втручатися. Ці датчики передають дані по бездротовому зв’язку, забезпечуючи віддалений моніторинг постачальниками медичних послуг і підтримуючи телемедицину. Інтегровані в системи замкнутого циклу, вони коригують лікування на основі інформації в реальному часі, покращуючи догляд за пацієнтами та безпеку. У майбутньому біосенсори можуть забезпечити цілеспрямовану доставку ліків в організм, революціонізуючи підходи до лікування.<ref>{{Cite news|title=Non-invasive smart implants in healthcare: Redefining healthcare services delivery through sensors and emerging digital health technologies|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666351122000018|work=Sensors International|date=2022-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=2666-3511|doi=10.1016/j.sintl.2022.100156|pages=100156|volume=3|first=Goabaone|last=Gaobotse|first2=Elliot|last2=Mbunge|first3=John|last3=Batani|first4=Benhildah|last4=Muchemwa}}</ref><ref>{{Cite news|title=Implantable application of polymer‐based biosensors|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pol.20210543|work=Journal of Polymer Science|date=2022-02|accessdate=2023-12-24|issn=2642-4150|doi=10.1002/pol.20210543|pages=328–347|volume=60|issue=3|language=en|first=Xiangyuan|last=Mei|first2=Dekai|last2=Ye|first3=Fengjiao|last3=Zhang|first4=Chong‐an|last4=Di}}</ref><ref>{{Cite news|title=Subcutaneously implantable electromagnetic biosensor system for continuous glucose monitoring|url=https://www.nature.com/articles/s41598-022-22128-w|work=[[Scientific Reports]]|date=2022-10-17|accessdate=2023-12-24|issn=2045-2322|doi=10.1038/s41598-022-22128-w|pages=17395|volume=12|issue=1|language=en|first=Seongmun|last=Kim|first2=Jagannath|last2=Malik|first3=Jong Mo|last3=Seo|first4=Young Min|last4=Cho|first5=Franklin|last5=Bien}}</ref><ref>{{Cite news|title=Implantable biosensors for musculoskeletal health|url=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/03008207.2022.2041002|work=Connective Tissue Research|date=2022-05-04|accessdate=2023-12-24|issn=0300-8207|pmc=PMC8977250|pmid=35172654|doi=10.1080/03008207.2022.2041002|pages=228–242|volume=63|issue=3|language=en|first=Kylie E.|last=Nash|first2=Keat Ghee|last2=Ong|first3=Robert E.|last3=Guldberg}}</ref><ref>{{Cite news|title=Material Design in Implantable Biosensors toward Future Personalized Diagnostics and Treatments|url=https://www.mdpi.com/2076-3417/13/7/4630|work=Applied Sciences|date=2023-01|accessdate=2023-12-24|issn=2076-3417|doi=10.3390/app13074630|pages=4630|volume=13|issue=7|language=en|first=Faezeh|last=Ghorbanizamani|first2=Hichem|last2=Moulahoum|first3=Emine|last3=Guler Celik|first4=Suna|last4=Timur}}</ref>

==== Тканинна інженерія ====
Біосенсори в [[Тканинна інженерія|тканинній інженерії]] (включно з технологіями [[органоїд]]ів та [[Орган на чипі|органів на чипі]]) та [[Регенеративна медицина|регенеративній медицині]] забезпечують моніторинг важливих параметрів, таких як рН, рівень [[Кисень|кисню]], концентрації іонів і [[Метаболіти|метаболітів]], та наявність [[Поживна речовина|поживних речовин]] та біомолекул, таких як глюкоза та [[аденозин]], у створених [[Тканина (біологія)|тканинах]], у реальному часі. Вони дозволяють оцінювати контроль якості, забезпечуючи життєздатність і зрілість тканин перед [[Трансплантація|трансплантацією]]. Інтегровані в каркаси біосенсори можуть оптимізувати умови культивування та регулювати доставку ліків, підтримуючи ріст і [[Регенерація (біологія)|регенерацію]] тканин. Ці датчики також сприяють розробці біогібридних систем, просуваючи створення функціональних сконструйованих тканин і потенційне застосування в регенеративній медицині та штучних органах.<ref>{{Cite news|title=The Current Trends of Biosensors in Tissue Engineering|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/10/8/88|work=Biosensors|date=2020-08|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC7459738|pmid=32756393|doi=10.3390/bios10080088|pages=88|volume=10|issue=8|language=en|first=Yi-Chen Ethan|last=Li|first2=I.-Chi|last2=Lee}}</ref><ref>{{Cite news|title=Biosensors to Monitor Cell Activity in 3D Hydrogel-Based Tissue Models|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/22/4/1517|work=Sensors|date=2022-01|accessdate=2023-12-24|issn=1424-8220|pmc=PMC8879987|pmid=35214418|doi=10.3390/s22041517|pages=1517|volume=22|issue=4|language=en|first=Arianna|last=Fedi|first2=Chiara|last2=Vitale|first3=Paolo|last3=Giannoni|first4=Guido|last4=Caluori|first5=Alessandra|last5=Marrella}}</ref><ref name=":92">{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/chapters/82122
|title=Recent Advances in Biosensing in Tissue Engineering and Regenerative Medicine |last=T. Banigo
|first=Alma
|last2=A. Nnadiekwe
|first2=Chigozie
|last3=M. Beasi
|first3=Emmanuel
|date=2022-12-21
|editor-last=Asadpour
|editor-first=Vahid
|editor2-last=Karakuş
|editor2-first=Selcan
|series=Biomedical Engineering
|publisher=IntechOpen
|volume=14
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.104922
|isbn=978-1-80355-561-4
}}</ref>

Також, біосенсори сприяють створенню 3D-біодрукованих сенсорних пристроїв, оптимізуючи властивості біочорнила для передачі сигналу та використовуючи різноманітні [[Адитивні технології|технології друку]] для виготовлення біосенсорів. (''див. також'' [[Друк органів]]) Крім того, біосенсори допомагають у вдосконаленні технологій «орган-на-чіпі», уможливлюючи моніторинг мікротканин і органоїдів у реальному часі, розширюючи можливості біомедичних досліджень.<ref name=":92" />
=== Сільське господарство ===
[[Файл:Simplified representation illustrating the component of nanosensors to monitoring agroecosystems.webp|міні|Ілюстрація застосування біосенсорів та [[наносенсор]]ів для моніторингу [[Агроекосистема|агроекосистем]] в [[Сільське господарство|сільському господарстві]].<ref name=":103">{{Cite news|title=A Review on Biosensors and Nanosensors Application in Agroecosystems|url=https://link.springer.com/10.1186/s11671-021-03593-0|work=Nanoscale Research Letters|date=2021-08-30|accessdate=2023-12-25|issn=1556-276X|pmc=PMC8405745|pmid=34460019|doi=10.1186/s11671-021-03593-0|volume=16|issue=1|language=en|first=Pankaj|last=Sharma|first2=Vimal|last2=Pandey|first3=Mayur Mukut Murlidhar|last3=Sharma|first4=Anupam|last4=Patra|first5=Baljinder|last5=Singh|first6=Sahil|last6=Mehta|first7=Azamal|last7=Husen}}</ref>]]
Біосенсори сприяють розвитку сільського господарства, особливо, [[Стале сільське господарство|сталого сільського господарства]]<ref>{{Cite news|title=Biosensors to support sustainable agriculture and food safety|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993620301357|work=TrAC Trends in Analytical Chemistry|date=2020-07-01|accessdate=2023-12-24|issn=0165-9936|doi=10.1016/j.trac.2020.115906|pages=115906|volume=128|first=Christian|last=Griesche|first2=Antje J.|last2=Baeumner}}</ref><ref>{{Cite news|title=Research advances and applications of biosensing technology for the diagnosis of pathogens in sustainable agriculture|url=https://link.springer.com/10.1007/s11356-021-12419-6|work=Environmental Science and Pollution Research|date=2021-02|accessdate=2023-12-24|issn=0944-1344|doi=10.1007/s11356-021-12419-6|pages=9002–9019|volume=28|issue=8|language=en|first=Qurban|last=Ali|first2=Sunny|last2=Ahmar|first3=Muhammad Aamir|last3=Sohail|first4=Muhammad|last4=Kamran|first5=Mohsin|last5=Ali|first6=Muhammad Hamzah|last6=Saleem|first7=Muhammad|last7=Rizwan|first8=Agha Mushtaque|last8=Ahmed|first9=Freddy|last9=Mora-Poblete}}</ref><ref>{{Cite news|title=Nano-biotechnology, an applicable approach for sustainable future|url=https://link.springer.com/10.1007/s13205-021-03108-9|work=3 Biotech|date=2022-03|accessdate=2023-12-25|issn=2190-572X|pmc=PMC8828840|pmid=35186662|doi=10.1007/s13205-021-03108-9|volume=12|issue=3|language=en|first=Nikta|last=Shahcheraghi|first2=Hasti|last2=Golchin|first3=Zahra|last3=Sadri|first4=Yasaman|last4=Tabari|first5=Forough|last5=Borhanifar|first6=Shadi|last6=Makani}}</ref> та [[Точне рільництво|точного землеробства]]<ref>{{Cite news|title=Soil Sensors and Plant Wearables for Smart and Precision Agriculture|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007764|work=[[Advanced Materials]]|date=2021-05|accessdate=2023-12-24|issn=0935-9648|doi=10.1002/adma.202007764|volume=33|issue=20|language=en|first=Heyu|last=Yin|first2=Yunteng|last2=Cao|first3=Benedetto|last3=Marelli|first4=Xiangqun|last4=Zeng|first5=Andrew J.|last5=Mason|first6=Changyong|last6=Cao}}</ref><ref>{{Cite news|title=Electrochemical Sensors for Sustainable Precision Agriculture—A Review|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2022.848320|work=Frontiers in Chemistry|date=2022|accessdate=2023-12-24|issn=2296-2646|pmc=PMC9124781|pmid=35615311|doi=10.3389/fchem.2022.848320|volume=10|first=Min-Yeong|last=Kim|first2=Kyu Hwan|last2=Lee}}</ref><ref>{{Cite news|title=In Vivo Sensing of pH in Tomato Plants Using a Low-Cost and Open-Source Device for Precision Agriculture|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/7/447|work=Biosensors|date=2022-07|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9313326|pmid=35884250|doi=10.3390/bios12070447|pages=447|volume=12|issue=7|language=en|first=Antonio|last=Ruiz-Gonzalez|first2=Harriet|last2=Kempson|first3=Jim|last3=Haseloff}}</ref><ref>{{Cite news|title=Minimally-invasive, real-time, non-destructive, species-independent phytohormone biosensor for precision farming|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566322005553|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2022-10-15|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2022.114515|pages=114515|volume=214|first=Abdullah|last=Bukhamsin|first2=Abdellatif|last2=Ait Lahcen|first3=Jose De Oliveira|last3=Filho|first4=Saptami|last4=Shetty|first5=Ikram|last5=Blilou|first6=Jürgen|last6=Kosel|first7=Khaled Nabil|last7=Salama}}</ref><ref>{{Cite news|title=Current understanding, challenges and perspective on portable systems applied to plant monitoring and precision agriculture|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566322010454|work=Biosensors and Bioelectronics|date=2023-02-15|accessdate=2023-12-24|issn=0956-5663|doi=10.1016/j.bios.2022.115005|pages=115005|volume=222|first=Daniela|last=Lo Presti|first2=Joshua|last2=Di Tocco|first3=Carlo|last3=Massaroni|first4=Sara|last4=Cimini|first5=Laura|last5=De Gara|first6=Sima|last6=Singh|first7=Ada|last7=Raucci|first8=Gelsomina|last8=Manganiello|first9=Sheridan L.|last9=Woo}}</ref>, контролюючи стан ґрунту<ref name=":15" /> і сприяючи його [[Родючість ґрунту|родючості]], виявляючи пестициди<ref name=":14" /> та оцінюючи захворювання рослин.<ref>{{Cite news|title=Recent developments in biosensors to combat agricultural challenges and their future prospects|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224417307422|work=Trends in Food Science & Technology|date=2019-06-01|accessdate=2023-12-24|issn=0924-2244|doi=10.1016/j.tifs.2019.03.024|pages=157–178|volume=88|first=Monika|last=Kundu|first2=P.|last2=Krishnan|first3=R. K.|last3=Kotnala|first4=Gajjala|last4=Sumana}}</ref><ref name=":103" /><ref>{{Cite book
|url=https://www.intechopen.com/books/agrometeorology/the-role-of-biosensor-in-climate-smart-organic-agriculture-toward-agricultural-and-environmental-sus
|title=The Role of Biosensor in Climate Smart Organic Agriculture toward Agricultural and Environmental Sustainability |last=Eghonghon Ukhurebor
|first=Kingsley
|date=2021-05-19
|editor-last=Swaroop Meena
|editor-first=Ram
|series=Agrometeorology
|publisher=IntechOpen
|language=en
|doi=10.5772/intechopen.93150
|isbn=978-1-83881-174-7
}}</ref><ref name=":16" /><ref>{{Cite news|title=Advanced biosensing technologies for monitoring of agriculture pests and diseases: A review|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4926/44/2/023104|work=Journal of Semiconductors|date=2023-02-01|accessdate=2023-12-24|issn=1674-4926|doi=10.1088/1674-4926/44/2/023104|pages=023104|volume=44|issue=2|first=Jiayao|last=He|first2=Ke|last2=Chen|first3=Xubin|last3=Pan|first4=Junfeng|last4=Zhai|first5=Xiangmei|last5=Lin}}</ref> (''див. також'' [[Нанобіотехнологія]])

=== Харчова промисловість ===
У сфері якості харчових продуктів біосенсори відіграють важливу роль у моніторингу поживних речовин, ідентифікації забруднювачів, алергенів й патогенів, і забезпеченні безпеки харчових продуктів. Вони використовують такі нові технології, як мікрофлюїдні системи, роблячи технологію зондування більш доступною для використання на ринку. Вони контролюють свіжість, ідентифікують псування та перевіряють справжність інгредієнтів, забезпечуючи дотримання стандартів якості та охорону здоров’я населення.<ref>{{Cite news|title=Biosensors for Sustainable Food Engineering: Challenges and Perspectives|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/8/1/23|work=Biosensors|date=2018-03|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC5872071|pmid=29534552|doi=10.3390/bios8010023|pages=23|volume=8|issue=1|language=en|first=Suresh|last=Neethirajan|first2=Vasanth|last2=Ragavan|first3=Xuan|last3=Weng|first4=Rohit|last4=Chand}}</ref><ref name=":4"/><ref>{{Cite news|title=Review of Electrochemical Biosensors for Food Safety Detection|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/12/11/959|work=Biosensors|date=2022-11|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC9688552|pmid=36354467|doi=10.3390/bios12110959|pages=959|volume=12|issue=11|language=en|first=Ke|last=Wang|first2=Xiaogang|last2=Lin|first3=Maoxiao|last3=Zhang|first4=Yu|last4=Li|first5=Chunfeng|last5=Luo|first6=Jayne|last6=Wu}}</ref>

=== Екологічний моніторинг та довкіллєзнавство ===
У науках про навколишнє середовище біосенсори відіграють ключову роль у моніторингу якості повітря, води та ґрунту. Вони виявляють забруднюючі речовини, важкі метали, пестициди та мікробні забруднювачі, допомагаючи в оцінці екологічного ризику, контролі забруднення та збереженні екосистеми.<ref>{{Cite news|title=Translating New Synthetic Biology Advances for Biosensing Into the Earth and Environmental Sciences|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.618373|work=Frontiers in Microbiology|date=2021|accessdate=2023-12-24|issn=1664-302X|pmc=PMC7901896|pmid=33633695|doi=10.3389/fmicb.2020.618373|volume=11|first=Ilenne|last=Del Valle|first2=Emily M.|last2=Fulk|first3=Prashant|last3=Kalvapalle|first4=Jonathan J.|last4=Silberg|first5=Caroline A.|last5=Masiello|first6=Lauren B.|last6=Stadler}}</ref><ref name=":13"/><ref name=":104">{{Cite news|title=A review of biosensor for environmental monitoring: principle, application, and corresponding achievement of sustainable development goals|url=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21655979.2022.2095089|work=Bioengineered|date=2023-12-31|accessdate=2023-12-24|issn=2165-5979|pmc=PMC10308875|pmid=37377408|doi=10.1080/21655979.2022.2095089|pages=58–80|volume=14|issue=1|language=en|first=Chi-Wei|last=Huang|first2=Chitsan|last2=Lin|first3=Minh Ky|last3=Nguyen|first4=Adnan|last4=Hussain|first5=Xuan-Thanh|last5=Bui|first6=Huu Hao|last6=Ngo}}</ref><ref name=":104"/>

=== Біотехнологія ===
Біосенсори в біотехнології сприяють вивченню біомолекулярних й [[Білок-білкова взаємодія|білок-білкових взаємодій]],а також [[Експресія генів|експресії генів]] в [[Генетична інженерія|генетичній інженерії]], клітинних реакцій в [[Клітинна інженерія|клітинній інженерії]], та різноманітних застосувань в [[Синтетична біологія|синтетичній біології]], просуваючи фундаментальні наукові та прикладні знання.<ref>{{Cite news|title=Transcription factor-based biosensors in biotechnology: current state and future prospects|url=https://doi.org/10.1007/s00253-015-7090-3|work=Applied Microbiology and Biotechnology|date=2016-01-01|accessdate=2023-12-24|issn=1432-0614|pmc=PMC4700088|pmid=26521244|doi=10.1007/s00253-015-7090-3|pages=79–90|volume=100|issue=1|language=en|first=Regina|last=Mahr|first2=Julia|last2=Frunzke}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-1984/ab4b78/ampdf
|title=Recent advances in developing and applying biosensors for synthetic biology |last=Krysten A. Jones, Julia Zinkus-Boltz and Bryan C. Dickinson
|first=
|year=2019
|publisher=Nano Futures
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Genetically-encoded biosensors for analyzing and controlling cellular process in yeast|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958166920300616|work=Current Opinion in Biotechnology|date=2020-08-01|accessdate=2023-12-24|issn=0958-1669|doi=10.1016/j.copbio.2020.04.006|pages=175–182|volume=64|first=Monireh|last=Marsafari|first2=Jingbo|last2=Ma|first3=Mattheos|last3=Koffas|first4=Peng|last4=Xu}}</ref><ref>{{Cite news|title=Sensing the future of bio-informational engineering|url=https://www.nature.com/articles/s41467-020-20764-2|work=[[Nature Communications]]|date=2021-01-15|accessdate=2023-12-24|issn=2041-1723|doi=10.1038/s41467-020-20764-2|pages=388|volume=12|issue=1|language=en|first=Thomas A.|last=Dixon|first2=Thomas C.|last2=Williams|first3=Isak S.|last3=Pretorius}}</ref>

=== Екологічна безпека ===
Біосенсори мають вирішальне значення для виявлення біологічних і хімічних загроз. Вони пропонують швидку ідентифікацію небезпечних речовин, біоагентів і токсинів.<ref>{{Cite news|title=Field-deployable rapid multiple biosensing system for detection of chemical and biological warfare agents|url=https://www.nature.com/articles/micronano201783|work=Microsystems & Nanoengineering|date=2018-01-29|accessdate=2023-12-24|issn=2055-7434|doi=10.1038/micronano.2017.83|pages=1–11|volume=4|issue=1|language=en|first=Masato|last=Saito|first2=Natsuko|last2=Uchida|first3=Shunsuke|last3=Furutani|first4=Mizuho|last4=Murahashi|first5=Wilfred|last5=Espulgar|first6=Naoki|last6=Nagatani|first7=Hidenori|last7=Nagai|first8=Yuki|last8=Inoue|first9=Tomohiko|last9=Ikeuchi}}</ref><ref>{{Cite news|title=Plasmonic Sensors for Monitoring Biological and Chemical Threat Agents|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/10/10/142|work=Biosensors|date=2020-10|accessdate=2023-12-24|issn=2079-6374|pmc=PMC7602421|pmid=33076308|doi=10.3390/bios10100142|pages=142|volume=10|issue=10|language=en|first=Yeşeren|last=Saylan|first2=Semra|last2=Akgönüllü|first3=Adil|last3=Denizli}}</ref>

== Перспетивні технології ==
Біосенсорні технології продовжують розвиватися, обіцяючи значний прогрес у різних областях. Невпинне прагнення до інновацій привело до розробки передових технологій, які підвищують чутливість, специфічність, портативність і універсальність біосенсорів. Деякі з найбільш перспективних технологій, що сприяють майбутньому біосенсорів представлені нижче.

=== Інтеграція нанотехнологій ===
[[Нанотехнології]] революціонізували біосенсори, дозволивши створювати [[наноматеріали]] з винятковими властивостями. [[Наночастинка|Наночастинки]], [[нанодротини]] та [[нанотрубки]] пропонують збільшену площу поверхні, допомагаючи покращити іммобілізацію та виявлення біомолекул. Ці нанорозмірні компоненти значно підвищують чутливість і селективність біосенсорів, одночасно зменшуючи їх розмір і вимоги до потужності.<ref name=":0" /><ref name=":96" /><ref name=":60" /><ref name=":7" /><ref name=":97" /><ref>{{Cite news|title=Large-scale nano-biosensing technologies|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnano.2023.1127363|work=Frontiers in Nanotechnology|date=2023|accessdate=2023-12-25|issn=2673-3013|doi=10.3389/fnano.2023.1127363|volume=5|first=Ioulia|last=Tzouvadaki|first2=Themis|last2=Prodromakis}}</ref><ref>{{Cite news|title=Nanomaterials-based biosensor and their applications: A review|url=https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19929|work=[[Heliyon]]|date=2023-09|accessdate=2023-12-25|issn=2405-8440|pmc=PMC10559358|pmid=37809900|doi=10.1016/j.heliyon.2023.e19929|pages=e19929|volume=9|issue=9|first=Sumit|last=Malik|first2=Joginder|last2=Singh|first3=Rohit|last3=Goyat|first4=Yajvinder|last4=Saharan|first5=Vivek|last5=Chaudhry|first6=Ahmad|last6=Umar|first7=Ahmed A.|last7=Ibrahim|first8=Sheikh|last8=Akbar|first9=Sadia|last9=Ameen}}</ref>

=== Інтеграція Інтернету речей (IoT) ===
Включення біосенсорів у структуру [[IoT]] відкрило захоплюючі можливості для моніторингу та [[Аналіз даних|аналізу даних]] у реальному часі. Біосенсори з підтримкою IoT сприяють безперебійній [[Передача даних|передачі даних]], дозволяючи безперервно віддалено контролювати фізіологічні параметри, умови навколишнього середовища тощо. Ця інтеграція сприяє швидкому реагуванню й профілактичній медичній допомозі<ref name=":91" /><ref>{{Cite news|title=Internet of things (IoT) in nano-integrated wearable biosensor devices for healthcare applications|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590137022000486|work=Biosensors and Bioelectronics: X|date=2022-09-01|accessdate=2023-12-25|issn=2590-1370|doi=10.1016/j.biosx.2022.100153|pages=100153|volume=11|first=Damini|last=Verma|first2=Kshitij RB|last2=Singh|first3=Amit K.|last3=Yadav|first4=Vanya|last4=Nayak|first5=Jay|last5=Singh|first6=Pratima R.|last6=Solanki|first7=Ravindra Pratap|last7=Singh}}</ref><ref>{{Cite web|title=Recent Advances and Challenges in Internet of Things (IoT)-Based Smartphone Biosensors for COVID-19 and Zika Viruses Detection: A Review {{!}} IEEE Journals & Magazine {{!}} IEEE Xplore|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/10251681/|website=ieeexplore.ieee.org|accessdate=2023-12-25|doi=10.1109/jsen.2023.3314656}}</ref>, та ефективнішому управлінню ресурсами, наприклад, в [[Точне рільництво|точному рільництві]] та сталому сільському господарстві<ref>{{Cite news|title=Internet of Things‐Enabled Food and Plant Sensors to Empower Sustainability|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202300321|work=[[Advanced Intelligent Systems]]|date=2023-12|accessdate=2023-12-25|issn=2640-4567|doi=10.1002/aisy.202300321|volume=5|issue=12|language=en|first=Matin|last=Ataei Kachouei|first2=Ajeet|last2=Kaushik|first3=Md. Azahar|last3=Ali}}</ref><ref>{{Cite news|title=Internet of Things and smart sensors in agriculture: Scopes and challenges|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666154323002831|work=Journal of Agriculture and Food Research|date=2023-12-01|accessdate=2023-12-25|issn=2666-1543|doi=10.1016/j.jafr.2023.100776|pages=100776|volume=14|first=Prem|last=Rajak|first2=Abhratanu|last2=Ganguly|first3=Satadal|last3=Adhikary|first4=Suchandra|last4=Bhattacharya}}</ref>.

=== Штучний інтелект і машинне навчання ===
Конвергенція біосенсорів з алгоритмами штучного інтелекту і [[Машинне навчання|машинного навчання]] проклала шлях для ефективнішого аналізу даних. Ці технології дають змогу біосенсорам інтерпретувати складні біологічні сигнали, розрізняти тонкі зміни та прогнозувати тенденції, полегшуючи ранню діагностику захворювань, персоналізовану медицину та точний моніторинг навколишнього середовища.<ref name=":91" /><ref name=":101" /><ref name=":102" /><ref>{{Cite news|title=Artificial intelligence biosensors for continuous glucose monitoring|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/idm2.12069|work=Interdisciplinary Materials|date=2023-03|accessdate=2023-12-25|issn=2767-441X|doi=10.1002/idm2.12069|pages=290–307|volume=2|issue=2|language=en|first=Xiaofeng|last=Jin|first2=Andrew|last2=Cai|first3=Tailin|last3=Xu|first4=Xueji|last4=Zhang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Enhanced performance of on-chip integrated biosensor using deep learning|url=https://link.springer.com/10.1007/s11082-023-05258-x|work=Optical and Quantum Electronics|date=2023-11|accessdate=2023-12-25|issn=0306-8919|doi=10.1007/s11082-023-05258-x|volume=55|issue=11|language=en|first=Thomas J.|last=Mikhail|first2=Raghi|last2=El Shamy|first3=Mohamed A.|last3=Swillam|first4=Xun|last4=Li}}</ref><ref>{{Cite news|title=Recent advancements in machine learning enabled portable and wearable biosensors|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666831923000875|work=Talanta Open|date=2023-12-01|accessdate=2023-12-25|issn=2666-8319|doi=10.1016/j.talo.2023.100267|pages=100267|volume=8|first=Sachin|last=Kadian|first2=Pratima|last2=Kumari|first3=Shubhangi|last3=Shukla|first4=Roger|last4=Narayan}}</ref>

=== 3D-друк ===
[[3D-друк]] пропонує неперевершену гнучкість у виготовленні біосенсорів, дозволяючи виготовляти точні складні структури. Ця технологія дозволяє розробляти індивідуальні біосенсори, адаптовані до конкретних застосувань, підвищуючи їх адаптивність у різних сферах, включаючи охорону здоров’я, моніторинг навколишнього середовища та безпеку харчових продуктів.<ref>{{Cite news|title=3D Printing Technologies in Biosensors Production: Recent Developments|url=https://www.mdpi.com/2227-9040/10/2/65|work=Chemosensors|date=2022-02|accessdate=2023-12-25|issn=2227-9040|doi=10.3390/chemosensors10020065|pages=65|volume=10|issue=2|language=en|first=Giulia|last=Remaggi|first2=Alessandro|last2=Zaccarelli|first3=Lisa|last3=Elviri}}</ref><ref>{{Cite news|title=Application of 3D Printing Technology in Sensor Development for Water Quality Monitoring|url=https://www.mdpi.com/1424-8220/23/5/2366|work=Sensors|date=2023-01|accessdate=2023-12-25|issn=1424-8220|pmc=PMC10007434|pmid=36904570|doi=10.3390/s23052366|pages=2366|volume=23|issue=5|language=en|first=Yifan|last=Sun|first2=Dunzhu|last2=Li|first3=Yunhong|last3=Shi|first4=Zeena|last4=Wang|first5=Saviour I.|last5=Okeke|first6=Luming|last6=Yang|first7=Wen|last7=Zhang|first8=Zihan|last8=Zhang|first9=Yanqi|last9=Shi}}</ref><ref>{{Cite news|title=Engineering Biosensors and Biomedical Detection Devices from 3D-Printed Technology|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1149/2754-2726/ace5bd|work=ECS Sensors Plus|date=2023-09-01|accessdate=2023-12-25|issn=2754-2726|doi=10.1149/2754-2726/ace5bd|pages=030604|volume=2|issue=3|first=Minghui|last=Liang|first2=Xiang|last2=Liu|first3=Yuying|last3=Chong|first4=Ziyun|last4=Ye|first5=Lei|last5=Zhao|first6=Qiang|last6=Yu|first7=Kai|last7=Tang|first8=Anqi|last8=Geng|first9=Bo|last9=Hu}}</ref>

=== Гнучкі носимі біосенсори ===
Поява гнучких носимих біосенсорів сприяє переосмисленню охорони здоров’я, забезпечуючи постійний неінвазивний моніторинг. Ці легкі, сумісні пристрої інтегруються в організм людини, відстежують життєво важливі показники, біомаркери та інші фізіологічні параметри, обіцяючи персоналізоване управління охороною здоров’я та раннє виявлення захворювань.<ref name=":99" /><ref name=":100" /><ref>{{Cite news|title=Current development of stretchable self-powered technology based on nanomaterials toward wearable biosensors in biomedical applications|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2023.1164805/full|work=Frontiers in Bioengineering and Biotechnology|date=2023-04-11|accessdate=2023-12-25|issn=2296-4185|pmc=PMC10126507|pmid=37113667|doi=10.3389/fbioe.2023.1164805|volume=11|first=Qianqian|last=Wang|first2=Xu|last2=Sun|first3=Chen|last3=Liu|first4=Chunge|last4=Wang|first5=Wenjie|last5=Zhao|first6=Zehui|last6=Zhu|first7=Sainan|last7=Ma|first8=Sheng|last8=Zhang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Wearable sensors for telehealth based on emerging materials and nanoarchitectonics|url=https://www.nature.com/articles/s41528-023-00261-4|work=npj Flexible Electronics|date=2023-06-02|accessdate=2023-12-25|issn=2397-4621|doi=10.1038/s41528-023-00261-4|pages=1–14|volume=7|issue=1|language=en|first=Jayraj V.|last=Vaghasiya|first2=Carmen C.|last2=Mayorga-Martinez|first3=Martin|last3=Pumera}}</ref>

=== Біосенсори на основі CRISPR ===
Використовуючи надзвичайну точність технології [[CRISPR/cas9|CRISPR-Cas]], біосенсори, що містять системи CRISPR, пропонують неперевершену специфічність у виявленні генетичних послідовностей. Ці біосенсори мають величезний потенціал у швидкому та точному виявленні патогенів, генотипуванні та цілеспрямованому аналізі ДНК/РНК, революціонізуючи діагностику та біомедичні дослідження.<ref>{{Cite news|title=Research progress of CRISPR-based biosensors and bioassays for molecular diagnosis|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2022.986233|work=Frontiers in Bioengineering and Biotechnology|date=2022|accessdate=2023-12-25|issn=2296-4185|pmc=PMC9524266|pmid=36185462|doi=10.3389/fbioe.2022.986233|volume=10|first=Kun|last=Chen|first2=Ziyi|last2=Shen|first3=Guanzhen|last3=Wang|first4=Wei|last4=Gu|first5=Shengchao|last5=Zhao|first6=Zihan|last6=Lin|first7=Wei|last7=Liu|first8=Yi|last8=Cai|first9=Gohar|last9=Mushtaq}}</ref><ref>{{Cite news|title=CRISPR/Cas-Based Biosensor As a New Age Detection Method for Pathogenic Bacteria|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.2c04513|work=ACS Omega|date=2022-11-08|accessdate=2023-12-25|issn=2470-1343|pmc=PMC9648122|pmid=36385843|doi=10.1021/acsomega.2c04513|pages=39562–39573|volume=7|issue=44|language=en|first=Joydeep|last=Chakraborty|first2=Anis Ahmad|last2=Chaudhary|first3=Salah-Ud-Din|last3=Khan|first4=Hassan Ahmad|last4=Rudayni|first5=Sayed Modinur|last5=Rahaman|first6=Hironmoy|last6=Sarkar}}</ref><ref>{{Cite news|title=Powerful CRISPR-Based Biosensing Techniques and Their Integration With Microfluidic Platforms|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2022.851712|work=Frontiers in Bioengineering and Biotechnology|date=2022|accessdate=2023-12-25|issn=2296-4185|pmc=PMC8905290|pmid=35284406|doi=10.3389/fbioe.2022.851712|volume=10|first=Bing|last=Chen|first2=Ya|last2=Li|first3=Feng|last3=Xu|first4=Xiaonan|last4=Yang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Advancements in CRISPR-Based Biosensing for Next-Gen Point of Care Diagnostic Application|url=https://www.mdpi.com/2079-6374/13/2/202|work=Biosensors|date=2023-02|accessdate=2023-12-25|issn=2079-6374|pmc=PMC9953454|pmid=36831968|doi=10.3390/bios13020202|pages=202|volume=13|issue=2|language=en|first=Akash|last=Kumaran|first2=Nathan|last2=Jude Serpes|first3=Tisha|last3=Gupta|first4=Abija|last4=James|first5=Avinash|last5=Sharma|first6=Deepak|last6=Kumar|first7=Rupak|last7=Nagraik|first8=Vaneet|last8=Kumar|first9=Sadanand|last9=Pandey}}</ref><ref>{{Cite news|title=Recent progress of molecular diagnosis via CRISPR Cas-based biosensors and bioassays|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666831923000462|work=Talanta Open|date=2023-08-01|accessdate=2023-12-25|issn=2666-8319|doi=10.1016/j.talo.2023.100225|pages=100225|volume=7|first=Sophia|last=Nazir}}</ref>

=== Фотоніка та плазмоніка ===
Удосконалення [[Фотоніка|фотоніки]] та [[Плазмоніка|плазмоніки]] революціонізували біосенсор, увімкнувши методології виявлення без міток і в реальному часі. Оптично активні біосенсори використовують принципи взаємодії світла та матерії, пропонуючи надчутливі можливості виявлення різних біомолекул, сприяючи швидкому та високопродуктивному аналізу.<ref name=":98" />

Загалом, ці досягнення пропонують покращену чутливість, специфічність, портативність і адаптивність, що дає змогу біосенсорам переосмислити охорону здоров’я, моніторинг навколишнього середовища, сільське господарство, безпеку харчових продуктів та інші галузі. Синергія цих багатообіцяючих технологій пропонує світле майбутнє, де біосенсори продовжуватимуть відігравати важливу роль у вирішенні різноманітних суспільних проблем і сприянні інноваціям.

== Див. також ==
* [[Датчик]]
* [[Наносенсор]]
* [[Біомедична інженерія]]
* [[Біоінженерія]]
* [[Біомедицина]]
* [[Метаболоміка]]
* [[Біомолекулярна електроніка]]
* [[ДНК-комп'ютер]]

== Додаткова література ==

=== Книги ===

* Серія книг [https://www.springer.com/series/5346/books Springer Series on Chemical Sensors and Biosensors] ([[Springer Nature]], 2004-2021+)
* Ozkan, Sibel A.; Uslu, Bengi; Sezgintürk, Mustafa Kemal, ed. (2023). ''Biosensors: fundamentals, emerging technologies, and applications''. (1st edition). Boca Raton London: CRC Press, [[Taylor & Francis]] Group. [[ISBN]] [[Спеціальна:Джерела книг/978-1-032-03865-0|978-1-032-03865-0]].
* Jesús Villarreal-Gómez, Luis; Leticia Iglesias, Ana, ed. (2021). [https://www.intechopen.com/books/9883 ''Biosensors - Current and Novel Strategies for Biosensing''] (англ., [[відкритий доступ]] по главам). IntechOpen. [[ISBN]] [[Спеціальна:Джерела книг/978-1-83962-431-5|978-1-83962-431-5]].

=== Журнали ===

* ''[[Biosensors & Bioelectronics|Biosensors and Bioelectronics]]'' ([https://www.sciencedirect.com/journal/biosensors-and-bioelectronics вебсайт]) та ''[https://www.sciencedirect.com/journal/biosensors-and-bioelectronics-x X]''
* ''[[Sensors and Actuators B: Chemical]]'' ([https://www.sciencedirect.com/journal/sensors-and-actuators-b-chemical вебсайт])
* ''[[Analytical Chemistry]]'' ([https://pubs.acs.org/journal/ancham вебсайт])
* ''[https://ieee-sensors.org/ieee-sensors-journal/ IEEE Sensors Journal]''
* ''[https://www.mdpi.com/journal/biosensors Biosensors]''
* ''[https://www.mdpi.com/journal/sensors Sensors]''

=== Статті ===

* Shanbhag Mahesh M.; Manasa G.; Mascarenhas Ronald J.; Mondal Kunal; Shetti Nagaraj P. (2023). [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S266682112300073X Fundamentals of bio-electrochemical sensing.] ''Chemical Engineering Journal Advances''. [[Цифровий ідентифікатор об'єкта|doi]]:[[doi:10.1016/j.ceja.2023.100516|10.1016/j.ceja.2023.100516]].
* Wu, Jie; Liu, Hong; Chen, Weiwei; Ma, Biao; Ju, Huangxian (2023-05). [https://www.nature.com/articles/s44222-023-00032-w Device integration of electrochemical biosensors.] ''[[Nature Reviews Bioengineering]]'' (англ.). [[Цифровий ідентифікатор об'єкта|doi]]:[[doi:10.1038/s44222-023-00032-w|10.1038/s44222-023-00032-w]].
* Naresh, Varnakavi; Lee, Nohyun (2021). [https://www.mdpi.com/1424-8220/21/4/1109 A Review on Biosensors and Recent Development of Nanostructured Materials-Enabled Biosensors.] ''Sensors'' (англ.). [[Цифровий ідентифікатор об'єкта|doi]]:[[doi:10.3390/s21041109|10.3390/s21041109]].

== Примітки ==
{{reflist|2}}{{Бібліоінформація}}

[[Категорія:Біомедична інженерія]]
[[Категорія:Біоінженерія]]
[[Категорія:Давачі]]
[[Категорія:Вимірювальні прилади]]