Une personne diabétique se pique le doigt, dépose une goutte de sang sur une bandelette réactive et l'insère dans un lecteur de glycémie. Quelques secondes plus tard, le lecteur affiche le taux de glucose. Il s'agit d'un biocapteur. Ce dispositif associe un élément de reconnaissance biologique à un transducteur physique pour détecter une molécule cible. L'élément de reconnaissance peut être une enzyme, un anticorps ou un brin d'ADN. Le transducteur convertit l'interaction biologique en un signal mesurable.

Les biocapteurs se présentent sous de nombreuses formes. Les capteurs électrochimiques, comme les glucomètres, mesurent les variations de courant ou de tension. Les capteurs optiques mesurent les variations de fluorescence ou de couleur. Les capteurs piézoélectriques mesurent les variations de masse. Chacun présente des avantages en termes de sensibilité, de rapidité et de coût. Le glucomètre est le biocapteur le plus commercialisé, utilisé par des centaines de millions de personnes.

Les applications des biocapteurs vont bien au-delà du diabète. Ils détectent les agents pathogènes dans les aliments et l'eau, surveillent les polluants environnementaux et recherchent des médicaments et des biomarqueurs dans le sang. Les biocapteurs portables suivent la fréquence cardiaque, la saturation en oxygène et la composition de la sueur. Les biocapteurs implantables surveillent la glycémie en continu et libèrent automatiquement de l'insuline.

Le défi réside dans la stabilité. Les molécules biologiques se dégradent avec le temps, surtout hors d'un laboratoire. Un biocapteur doit fonctionner de manière fiable en conditions réelles, à température ambiante, dans une goutte de sang, et être utilisé par un novice. C'est un véritable défi d'ingénierie. Lorsqu'il fonctionne, il change des vies.