Osoba chora na cukrzycę nakłuwa palec, nakłada kroplę krwi na pasek i wprowadza go do glukometru. Kilka sekund później glukometr wyświetla odczyt poziomu glukozy. To biosensor. Łączy on biologiczny element rozpoznający z fizycznym przetwornikiem, aby wykryć cząsteczkę docelową. Elementem rozpoznającym może być enzym, przeciwciało lub nić DNA. Przetwornik przekształca interakcję biologiczną w mierzalny sygnał.

Biosensory występują w wielu formach. Czujniki elektrochemiczne, takie jak glukometry, mierzą zmiany prądu lub napięcia. Czujniki optyczne mierzą fluorescencję lub zmiany koloru. Czujniki piezoelektryczne mierzą zmiany masy. Każdy z nich charakteryzuje się czułością, szybkością i kosztem. Glukometr jest najpopularniejszym komercyjnie biosensorem, używanym przez setki milionów ludzi.

Zastosowania wykraczają daleko poza cukrzycę. Biosensory wykrywają patogeny w żywności i wodzie. Monitorują zanieczyszczenia środowiska. Badają obecność leków i biomarkerów we krwi. Noszone biosensory mierzą tętno, saturację tlenu i skład chemiczny potu. Wszczepialne biosensory stale monitorują poziom glukozy i automatycznie uwalniają insulinę.

Wyzwaniem jest stabilność. Cząsteczki biologiczne ulegają degradacji z czasem, zwłaszcza poza kontrolowanym laboratorium. Biosensor musi działać niezawodnie w warunkach rzeczywistych, w temperaturze pokojowej, w kropli krwi, przez nieprzeszkolonego użytkownika. To trudna inżynieria. Kiedy działa, zmienia życie.