Biosensors – novel analytical tools for the plant pathogen detection | Biosensory – nowoczesne narzędzia analityczne do detekcji patogenów roślinnych

English. Crop protecting plays a key role in increasing the efficiency of plant production. So far, a number of methods dedicated to the identification of plant pathogens have been developed. The most important of them are molecular methods employed polymerase chain reaction – PCR and immunological methods based on specific interactions of antibodies with antigens. However, current methodologies are time-consuming, expensive, require complex laboratory equipment, are being not suitable for in-vivo plant pathogen detection. Therefore there is a strong need to develop alternative, low-cost, rapid and with high specificity methods for the detection of plant pathogens which would enable diagnostics both in laboratory and environmental conditions. Over the years biosensors are gaining increasing attention due to their wide range of applications. High sensitivity and selectivity, the possibility of real-time measurements, and often small sizes make them extremely attractive analytical tools. In this work the conventional methods of the plant pathogens identification as well as the structure, principle of operation and a wide range of applications of biosensors are described. Special attention was paid to electrochemical and optical biosensors including as sensing elements antibodies – immunosensors or fragments of nucleic acids – DNA sensors designed for the detection of plant pathogens.

Polish. Ochrona upraw przed chorobami pełni kluczową rolę w zwiększaniu efektywności produkcji roślinnej. Do tej pory opracowano szereg metod dedykowanych identyfikacji patogenów roślinnych. Najważniejsze z nich to metody molekularne wykorzystujące reakcję łańcuchowej polimerazy DNA – PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) oraz metody immunologiczne bazujące na specyficznych oddziaływaniach przeciwciał z odpowiadającymi im antygenami. Jednak wiele z konwencjonalnych metod są czaso- i kosztochłonne, wymagają złożonych urządzeń laboratoryjnych oraz nie są dostosowane do przeprowadzania analiz w warunkach polowych. Z tego względu poszukiwane są, szybsze, tańsze metody detekcji patogenów roślinnych, które pozwoliłby na diagnostykę zarówno w warunkach laboratoryjnych jak i środowiskowych. Od wielu lat biosensory cieszą się niesłabnącym zainteresowaniem jako urządzenia o szerokim potencjale aplikacyjnym. Wysoka czułość i selektywność, możliwość pomiarów w czasie rzeczywistym, a także często niewielkie rozmiary czynią je niezwykle atrakcyjnymi narzędziami analitycznymi. W pracy przedstawiono rutynowe metody identyfikacji patogenów roślinnych, a także budowę, zasadę działania oraz szeroki zakres zastosowań biosensorów. Szczególną uwagę poświęcono elektrochemicznym oraz optycznym biosensorom zawierającym w warstwie receptorowej przeciwciała – immunosensory lub fragmenty kwasów nukleinowych – sensory DNA zaprojektowanym do detekcji patogenów roślinnych.