Người bị tiểu đường chích vào ngón tay, nhỏ một giọt máu lên que thử và cắm vào máy đo. Vài giây sau, máy sẽ hiển thị kết quả đo đường huyết. Đó chính là cảm biến sinh học. Nó kết hợp một yếu tố nhận dạng sinh học với một bộ chuyển đổi vật lý để phát hiện phân tử mục tiêu. Yếu tố nhận dạng có thể là một enzyme, một kháng thể hoặc một chuỗi DNA. Bộ chuyển đổi sẽ chuyển đổi tương tác sinh học thành tín hiệu có thể đo được.

Cảm biến sinh học có nhiều dạng. Cảm biến điện hóa, như máy đo đường huyết, đo sự thay đổi dòng điện hoặc điện áp. Cảm biến quang học đo sự phát huỳnh quang hoặc sự thay đổi màu sắc. Cảm biến áp điện đo sự thay đổi khối lượng. Mỗi loại đều có ưu điểm riêng về độ nhạy, tốc độ và chi phí. Máy đo đường huyết là loại cảm biến sinh học thành công nhất về mặt thương mại, được hàng trăm triệu người sử dụng.

Các ứng dụng của cảm biến sinh học vượt xa phạm vi điều trị bệnh tiểu đường. Chúng phát hiện mầm bệnh trong thực phẩm và nước. Chúng giám sát các chất gây ô nhiễm môi trường. Chúng sàng lọc thuốc và các dấu ấn sinh học trong máu. Cảm biến sinh học đeo được theo dõi nhịp tim, độ bão hòa oxy và thành phần hóa học của mồ hôi. Cảm biến sinh học cấy ghép theo dõi lượng đường huyết liên tục và tự động giải phóng insulin.

Thách thức nằm ở tính ổn định. Các phân tử sinh học bị phân hủy theo thời gian, đặc biệt là khi ở ngoài môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát. Một cảm biến sinh học phải hoạt động đáng tin cậy trong thế giới thực, ở nhiệt độ phòng, trong một giọt máu, bởi người dùng không được đào tạo. Đó là một kỹ thuật khó. Khi nó hoạt động, nó sẽ thay đổi cuộc sống.