Ένας διαβητικός τρυπάει το δάχτυλό του, εφαρμόζει μια σταγόνα αίματος σε μια ταινία και την εισάγει σε έναν μετρητή. Δευτερόλεπτα αργότερα, ο μετρητής εμφανίζει μια ένδειξη γλυκόζης. Αυτός είναι ένας βιοαισθητήρας. Συνδυάζει ένα βιολογικό στοιχείο αναγνώρισης με έναν φυσικό μορφοτροπέα για την ανίχνευση ενός μορίου-στόχου. Το στοιχείο αναγνώρισης μπορεί να είναι ένα ένζυμο, ένα αντίσωμα ή μια αλυσίδα DNA. Ο μορφοτροπέας μετατρέπει τη βιολογική αλληλεπίδραση σε ένα μετρήσιμο σήμα.

Οι βιοαισθητήρες διατίθενται σε πολλές μορφές. Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες, όπως οι μετρητές γλυκόζης, μετρούν τις αλλαγές ρεύματος ή τάσης. Οπτικοί αισθητήρες μετρούν τις αλλαγές φθορισμού ή χρώματος. Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες μετρούν τις αλλαγές μάζας. Κάθε ένας έχει πλεονεκτήματα σε ευαισθησία, ταχύτητα και κόστος. Ο μετρητής γλυκόζης είναι ο πιο εμπορικά επιτυχημένος βιοαισθητήρας, που χρησιμοποιείται από εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπους.

Οι εφαρμογές εκτείνονται πολύ πέρα ​​από τον διαβήτη. Οι βιοαισθητήρες ανιχνεύουν παθογόνα σε τρόφιμα και νερό. Παρακολουθούν τους περιβαλλοντικούς ρύπους. Ελέγχουν για φάρμακα και βιοδείκτες στο αίμα. Οι φορετοί βιοαισθητήρες παρακολουθούν τον καρδιακό ρυθμό, τον κορεσμό οξυγόνου και τη χημεία του ιδρώτα. Οι εμφυτεύσιμοι βιοαισθητήρες παρακολουθούν συνεχώς τη γλυκόζη και απελευθερώνουν ινσουλίνη αυτόματα.

Η πρόκληση είναι η σταθερότητα. Τα βιολογικά μόρια αποικοδομούνται με την πάροδο του χρόνου, ειδικά εκτός ελεγχόμενου εργαστηρίου. Ένας βιοαισθητήρας πρέπει να λειτουργεί αξιόπιστα στον πραγματικό κόσμο, σε θερμοκρασία δωματίου, σε μια σταγόνα αίματος, από έναν μη εκπαιδευμένο χρήστη. Αυτή είναι μια δύσκολη μηχανική. Όταν λειτουργεί, αλλάζει ζωές.