Оптоволоконные пробы и сенсоры имеют исключительную роль в медицине для in vivo и in vitro анализа (27).
Они выглядят действительно безопасными и биосовместимыми для использования внутри человеческого тела. M.Goldfinch и CRLowe (15) описали прибор, который может определять клинически важные компоненты, такие как пенициллин G, мочевина и глюкоза. Чувствительные к изменениям рН красители, такие как бромотимол синий и бромокрезол зеленый, были иммобилизованные в сочетании с соответствующими ферментами на прозрачных мембранах, которые использовались на твердофазных оптоэлектронных сенсорах. Ферменты, которые использовались - это пеницилаза, уреаза и глюкозоксидаза. Когда имела место ферментная реакция, наблюдали изменения цвета красителя. Это фиксировалось с использованием света соответствующей длины волны. Этот и другие методы, основанные на рН, страдающих притамоннои им проблемы - буферных свойств и рН биологических жидкостей.
JCSchultz, S.Mansoury и I.Goldstein (29) зконструювалы оптоволоконный датчик для определения глюкозы, в котором сочеталось покрытия глюкозы и флуоресцентноактивного декстрана с белком конкавалин А. Активный декстран вытеснялся глюкозой, датчик был сконструированы таким образом, что декстран дифундував в "поле зрения "оптоволокна. Прибор был способен определять глюкозу в физиологическом уровне за время, не превышал 10 минут.
Светочувствительные диоды и фотодетекторы используются в сочетании с волоконной оптикой для определения поглощения, люминесценции и флуоресценции биологических компонентов, расположенных на конце оптоволокна. Сигнал пропорционален количеству биологического материала, лимитирующим чувствительность маленького прибора.
Чувствительность может быть повышена, если исследовать изменения, которые имеют место со стороны оптоволокна или световода и повысить площадь поверхности, которая пригодна для биологического компонента биосенсора. Свет передается по световоду через большое количество внутренних отражений. При каждом отражении часть света (исчезающая волна) выходит к окружающей среде вокруг проводника. Исчезающая волна забирает только фракцию из волны света на поверхность, а затем вновь возвращается к проводнику. Изменения в оптических качествах поверхности световода могут определенным образом повлиять на свет, проходящий по нему. Исчезающая волна испытывает влияние только на очень маленькой дистанции от световода и поэтому на нее не влияет окружающая среда.
Это помогает преодолеть некоторые проблемы с анализом непрозрачных и окрашенных растворов, часто невозможно измерить в клиническом анализе, из-за проблем со спектрофотометрии. Иммуноглобулин человека (IgG) были измерены присоединением антисыворотки к поверхности световода и благодаря его способности реагировать с антигеном (IgG). Повышение количества комплексов Антисыворотка-антиген вызывает изменения в составе света определяется фотодетектором под определенным углом к направлению света, проходящего через световод.
Другой чувствительный оптический биосенсор, который был объектом исследований, использует поверхностный плазмонный резонанс (ППР), ППР - это движение электронов на поверхности металлического проводника, вызванный действием света определенной длины волны под определенным углом. На дифракционной решетке это имеет эффект поглощения световой энергии при определенной длине волны, которая зависит от диэлектрической константы покрытия в контакте с металлической поверхностью. Это вызывает появление полосы в спектре, полученном с дифракционной решетки. Диэлектрическая константа зависит не только от изменений ионного поглощения на поверхности, но и от природы биологических молекул, посадки на поверхность. (19)