beadsensoren

Beadsensoren sind Sensoren, die Mikrosphären (Perlen oder Beads) als zentralen Baustein verwenden. In diesen Systemen dient die Beadsoberfläche oft als Träger für chemische oder biologische Reagenzien oder fungiert als transduzierendes Element, das eine messbare Größe erzeugt, wenn ein Zielmolekül bindet oder eine Reaktion stattfindet. Die Beads können aus verschiedenen Materialien bestehen, etwa Polystyrol, Siliziumdioxid oder magnetischen Substanzen.

Besonders verbreitete Beadsorten sind polystyrenbead- oder Silikabeads, magnetische Beads (superparamagnetisch) und fluoreszierende bzw. farbcodierte Beads. Die Oberfläche der Beads wird funktionalisiert, zum Beispiel mit Antikörpern, Aptameren, Enzymen oder Nukleinsäuren, um spezifische Zielmoleküle zu binden. Durch diese Oberflächenfunktionalisierung lassen sich mehrere Analytarten in einem Beadensein nachweisen.

Die Sensorik erfolgt überwiegend über optische, magnetische oder elektrochemische Transduktionsmethoden. Optische Beads liefern Fluoreszenz- oder Lumineszenzsignale, magnetische Beads erzeugen Signale durch magnetische Messungen, und elektrochemische Beads erzeugen Signale über enzymatische Reaktionen oder redoxreaktionen. Die Unterschiede ermöglichen Multiplexing, da farblich kodierte Beads unterschiedliche Zielstoffe anzeigen können.

Anwendungen finden sich in der klinischen Diagnostik, Umwelt- und Lebensmittelsicherheit sowie in der biomedizinischen Forschung. Vorteile von Beadsensoren sind eine hohe Oberfläche pro Volumen, gute Funktionalisierbarkeit, Multiplexmöglichkeiten und einfache Trennung oder Anreicherung von Proben. Herausforderungen umfassen nicht-spezifische Bindungen, Aggregation der Beads und Standardisierung der Oberflächenchemie. Zukünftige Entwicklungen zielen auf robustere Oberflächen, integrierte Mikrofluidiksysteme und kostengünstigere Lesegeräte.