De nouveaux nanocapteurs rendent les procédures de diagnostic plus sensibles
Les nanocapteurs peuvent être utilisés pour suivre les réactions à l'aide d'une lumière invisible, ce qui permet d'économiser du temps et des matériaux
L'Institut Fraunhofer pour les circuits et systèmes microélectroniques (IMS) et l'Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne, ont mis au point un procédé qui permet une nouvelle forme d'amplification du signal pour les tests de diagnostic. Grâce à l'utilisation avancée de Nanotubes de carbone luminescents à paroi simple en bioanalyse, les procédures de test peuvent être effectuées de manière plus sensible, plus rapide et moins coûteuse. Les capteurs peuvent être utilisés pour les processus enzymatiques. Leur adaptabilité à différentes conditions de réaction ouvre un large éventail d'applications pour les méthodes standard telles que les ELISA, abréviation de Enzyme-linked Immunosorbent Assay. Les résultats ont été publiés le 15 décembre 2023 dans la revue "Angewandte Chemie International Edition". Ils ouvrent de nouvelles possibilités pour améliorer les procédures de diagnostic et économiser les agents de détection.
Les limites de diagnostic peuvent être améliorées grâce à un capteur de carbone lumineux
De nombreuses procédures de diagnostic utilisent la lumière pour détecter la quantité d'une substance particulière. Il peut s'agir d'une substance colorée ou luminescente. Malheureusement, il existe de nombreux signaux de fond dans le domaine de la lumière visible. Pour déplacer le signal optique d'une mesure dans une meilleure gamme spectrale, les chercheurs ont utilisé des tubes de carbone d'un diamètre inférieur à un nanomètre. C'est environ 100 000 fois plus fin qu'un cheveu humain. Les capteurs sont fluorescents dans le proche infrarouge, qui n'est pas visible à l'œil humain, et ne blanchissent pas. En outre, la fluorescence des capteurs est sensible à leur environnement chimique en raison d'une modification de leur surface. Cela permet d'observer les réactions chimiques et de détecter les produits de réaction lorsqu'ils interagissent avec le nanotube.
La fluorescence des nanotubes déplace le signal dans le proche infrarouge, ce qui, combiné à la haute sensibilité des nanotubes, entraîne un déplacement de la limite de détection. Ceci est important, par exemple, lorsque les marqueurs de maladie sont présents à des niveaux très bas dans une infection ou une maladie telle que le cancer.
Déplacement de la limite de détection grâce à des nanocapteurs sensibles
La possibilité d'adapter les nanotubes à différents analytes ouvre un large éventail de possibilités, notamment une augmentation de la sensibilité. Ce gain de sensibilité permet de déplacer les limites de détection, ce qui peut se traduire par des économies de temps et de matériel dans les processus de diagnostic. Cette approche innovante pourrait accroître de manière significative l'efficacité des méthodes de détection dans le domaine du diagnostic médical.
Le capteur détecte différents substrats
Le groupe a démontré que le nouveau principe de détection fonctionne en utilisant les substrats p-phénylènediamine et tétraméthylbenzidine pour l'enzyme peroxydase du raifort. "Cette enzyme est utilisée dans diverses méthodes de détection biochimique", explique Justus Metternich du Fraunhofer IMS. "En principe, cependant, le concept peut être appliqué à toutes sortes de systèmes. Par exemple, nous avons également étudié l'enzyme β-galactosidase, qui présente un intérêt pour les applications diagnostiques. Avec quelques modifications, elle pourrait également être utilisée dans les bioréactions".
À l'avenir, le groupe prévoit d'adapter les capteurs à d'autres applications. Par exemple, en fonction de l'application, les capteurs pourraient être rendus plus stables grâce à ce que l'on appelle des défauts quantiques. "Cela serait particulièrement avantageux si l'on voulait non seulement mesurer dans des solutions aqueuses simples, mais aussi suivre des réactions enzymatiques dans des environnements complexes avec des cellules, dans le sang ou dans un bioréacteur lui-même", explique Sebastian Kruss, professeur de chimie physique à l'université de la Ruhr à Bochum et chef du groupe d'attraction des nanocapteurs biomédicaux au Fraunhofer IMS.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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