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細胞内に存在するミトコンドリアや葉緑体，リソゾームなどのオルガネラと呼ばれる細胞小器官は，それ自体高度な機能，活性を有している．オルガネラセンサはオルガネラ固定膜と電極からなり，酵素センサや微生物センサと同様，化学物質を測定するセンサである．ミトコンドリアの電子伝達粒子を寒天ゲルに固定化した膜を用いて，ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NADH）量を測るセンサが作られている．二酸化イオウセンサでは肝ミクロソームを固定化した高分子膜が使われている．
