Biorezeptor

Biorezeptor ist ein biologisches Erkennungselement, das in Biosensoren verwendet wird, um ein spezifisches Zielmolekül (Analyt) zu binden. Die Bindung wird von einem Transducer in ein messbares Signal umgesetzt, so dass Anwesenheit und oft Konzentration des Analyt bestimmt werden können. Wichtige Leistungskennzahlen eines Biorezeptors sind Spezifität, Affinität (Bindungsstärke) und Stabilität unter Betriebsbedingungen.

Zu den gängigsten Biorezeptoren gehören Antikörper, Enzyme, Nukleinsäure-Aptamere, DNA- oder RNA-Sonden sowie ganze Zellen oder Mikroorganismen, die auf bestimmte Substanzen reagieren. Antikörperbasierte Rezeptoren nutzen die hohe Spezifität der Antigen-Antikörper-Reaktion; Enzymbasierte Rezeptoren liefern ein enzymatisches Signal durch Reaktion mit dem Zielmolekül; Aptamere binden gezielt an ihre Zielmoleküle und sind synthetisch herstellbar; Zellbasierte Biorezeptoren können komplexe biologische Antworten vermitteln, etwa durch Membranrezeptoren.

Die Immobilisierung des Biorezeptors auf der Sensoroberfläche erfolgt üblicherweise durch Adsorption, kovalente Bindung oder Cross-Linking. Die Methode beeinflusst Aktivität, Reaktivität und Lebensdauer des Sensors sowie die Stabilität gegenüber Umgebungsbedingungen wie pH, Temperatur und Matrix.

Anwendungsgebiete reichen von medizinischer Diagnostik über Umwelt- und Lebensmittelsicherheit bis hin zur Wissenschaftsforschung. Die Entwicklung neuer Biorezeptoren fokussiert sich auf höhere Spezifität, größere Stabilität, längere Lebensdauer und bessere Verträglichkeit mit der Transduktion.