Les étudiants en génie électrique de BYU sont tombés sur une méthode très peu conventionnelle qui pourrait accélérer le diagnostic des maladies en laboratoire sur puce.

Quand quelqu'un se rend à l'hôpital pour une maladie grave, si une infection bactérienne est suspectée, cela peut prendre jusqu'à trois jours pour obtenir les résultats d'un test de culture bactérienne. D'ici là, il est souvent trop tard pour traiter adéquatement l'infection, surtout si les bactéries sont résistantes aux antibiotiques courants.

Les étudiants de BYU travaillent sur un projet de diagnostic des bactéries résistantes aux antibiotiques, ou des superbactéries, en moins d'une heure. Leur méthode consiste à extraire des bactéries d'un échantillon de sang, puis à extraire l'ADN de cette bactérie. Si des codes génétiques spécifiques indiquant une résistance aux antibiotiques sont présents dans l'ADN, des molécules fluorescentes peuvent être attachées à ces sites. La lumière laser peut ensuite être dirigée sur les échantillons d'ADN et les molécules s'allumeront.

La précision requise pour aligner la lumière laser sur de minuscules échantillons d'ADN est complexe et laisse peu de place à l'erreur. L'équipe de recherche BYU, dirigé par le Dr Aaron Hawkins, travaille à trouver des moyens efficaces de canaliser ensemble la lumière et les fluides contenant de l'ADN dans un laboratoire sur puce. Le processus a été difficile, mais ils ont finalement trouvé une solution improbable :le vernis à ongles noir.

"Nous avons lutté pendant de nombreux mois jusqu'à ce qu'un étudiant nous propose d'essayer un vernis à ongles mat sur une couche de résine photosensible que nous utilisons normalement pour fabriquer des puces dans notre salle blanche, " a déclaré Hawkins. " Cela avait l'air fou et un peu drôle, mais après quelques essais et erreurs, il s'est avéré que cela fonctionnait très bien."

Lorsque la suggestion improbable est venue, auteur principal de l'étude et doctorat. Le candidat Matt Hamblin a décidé que cela valait la peine d'essayer puisque rien d'autre ne fonctionnait.

"J'ai essayé tellement de méthodes compliquées basées sur les interférences lumineuses, mais le vernis à ongles a fait l'affaire, " dit Hamblin, qui fait également partie du stand-up comedy club de BYU, Humour U. "C'est assez drôle parce que c'est d'abord venu comme une blague, mais parfois des problèmes compliqués peuvent être résolus avec des solutions simplistes."

Le vernis à ongles crée un film sombre sur la puce qui absorbe et diffuse la lumière pour produire une couche "obscurcissante". Cette couche d'obscurcissement bloque la lumière sur la majeure partie de la surface de la puce mais lui permet de passer à travers de minuscules ouvertures alignées sur des canaux contenant du fluide. Avec la présence de la couche occultante, un large faisceau de lumière laser peut être projeté sur la puce avec des tolérances d'alignement grossières et l'énergie laser n'atteint que les points critiques qui conduisent à l'identification de l'ADN.

"Le vernis à ongles bloque la lumière des parties de l'appareil que nous ne voulons pas illuminer, " ajouta Hamblin.

Le vernis à ongles mat rend ce processus de dépistage des maladies plus accessible et pratique dans un instrument qui pourrait être utilisé dans un véritable hôpital. La technique du vernis à ongles est flexible et peut être utilisée sur une variété de surfaces.

La recherche est publiée dans le Journal de Micro/Nanolithographie, Mems, et MOEMS .