يقوم مريض السكري بوخز إصبعه، ووضع قطرة دم على شريط اختبار، ثم إدخاله في جهاز قياس السكر. بعد ثوانٍ، يعرض الجهاز قراءة مستوى الجلوكوز. هذا هو المستشعر الحيوي. فهو يجمع بين عنصر التعرف البيولوجي ومحول طاقة فيزيائي للكشف عن جزيء مستهدف. قد يكون عنصر التعرف إنزيمًا، أو جسمًا مضادًا، أو شريطًا من الحمض النووي. يقوم محول الطاقة بتحويل التفاعل البيولوجي إلى إشارة قابلة للقياس.

تتنوع أجهزة الاستشعار الحيوية في أشكالها. تقيس أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، مثل أجهزة قياس الجلوكوز، تغيرات التيار أو الجهد. بينما تقيس أجهزة الاستشعار البصرية تغيرات الفلورة أو اللون. أما أجهزة الاستشعار الكهروإجهادية فتقيس تغيرات الكتلة. ولكل نوع منها مزايا من حيث الحساسية والسرعة والتكلفة. ويُعد جهاز قياس الجلوكوز أنجح أجهزة الاستشعار الحيوية تجاريًا، إذ يستخدمه مئات الملايين من الناس.

تتجاوز تطبيقاتها مرض السكري بكثير. تكشف أجهزة الاستشعار الحيوية عن مسببات الأمراض في الطعام والماء، وتراقب الملوثات البيئية، وتفحص الأدوية والمؤشرات الحيوية في الدم. كما تتتبع أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للارتداء معدل ضربات القلب، ونسبة تشبع الأكسجين، وتركيب العرق. أما أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للزرع فتراقب مستوى الجلوكوز باستمرار وتطلق الأنسولين تلقائيًا.

يكمن التحدي في الاستقرار. تتحلل الجزيئات البيولوجية بمرور الوقت، خاصةً خارج المختبرات الخاضعة للرقابة. يجب أن يعمل المستشعر الحيوي بكفاءة عالية في الواقع، في درجة حرارة الغرفة، وفي قطرة دم، حتى من قِبل مستخدم غير مُدرَّب. هذا يتطلب هندسة دقيقة. وعندما ينجح، يُغيّر حياة الناس.