Un schéma d'une plate-forme de biocapteur ressemblant à une toile d'araignée. Crédit :DGSIT
Une équipe de recherche dirigée par le professeur CheolGi Kim a développé une plate-forme de biocapteurs utilisant des motifs magnétiques ressemblant à une toile d'araignée avec une capacité de détection 20 fois plus rapide que les biocapteurs existants.
La capacité de détection d'un biocapteur est déterminée par la résolution du capteur et le mouvement et la vitesse de réaction des molécules. De nombreux groupes de recherche en Corée et dans d'autres pays ont amélioré la résolution grâce à des innovations en matière de nanomatériaux, mais là, l'amélioration de la sensibilité est difficile en raison du faible transport par diffusion des biomolécules vers la région de détection.
Le professeur Kim et son équipe de recherche ont utilisé un champ magnétique pour surmonter le mouvement lent des biomolécules telles que les protéines et l'ADN est lent lorsque le transport dépend de la diffusion. Les biomolécules marquées avec des particules superparamagnétiques pourraient être contrôlées à l'aide d'un champ magnétique externe et détectées avec un capteur magnétique ultra-sensible. La plate-forme de biocapteurs de l'équipe de recherche utilise un motif micromagnétique en forme de toile d'araignée qui améliore la capacité de détection du biocapteur en attirant les biomolécules marquées avec les particules superparamagnétiques vers la zone de détection.
une. Représentation schématique de la toile d'araignée magnétique intégrée au capteur ; b. Image au microscope électronique à balayage (MEB) du capteur intégré à la toile d'araignée ; c. Vue schématique en coupe des structures en couches du capteur et des motifs magnétiques, marqué comme A et B dans la figure b. Crédit :DGIST
Le premier auteur Byeonghwa Lim du programme de doctorat de la DGIST en sciences des matériaux émergents a élaboré sur la plate-forme de biocapteurs :« Quand un champ magnétique tournant est appliqué à un motif magnétique en forme de toile d'araignée, il peut attirer plus rapidement les biomolécules marquées avec des particules superparamagnétiques vers le capteur. La vitesse est très rapide et il peut détecter le sujet 20 fois plus vite que la méthode de diffusion."
L'équipe de recherche a également réussi à surveiller les biomolécules conjuguées aux particules superparamagnétiques à distance de la zone de détection en utilisant la plate-forme de biocapteurs. En outre, l'équipe a découvert que les particules superparamagnétiques ne jouent pas seulement le rôle de cargaison biomoléculaire pour le transport, mais servent également d'étiquettes au capteur pour indiquer l'emplacement des biomolécules.
Le professeur Kim a dit :« Les biocapteurs existants nécessitent beaucoup de temps pour détecter les biomolécules de faible densité, et ont une faible efficacité de détection car ils ne dépendent que de la diffusion. La plate-forme de biocapteur basée sur un champ magnétique améliore la capacité de collecte des biomolécules et augmente la vitesse et la sensibilité du mouvement des biomolécules. Par conséquent, nous prévoyons d'utiliser cette plate-forme pour le diagnostic précoce ainsi que le diagnostic de récidive de maladies telles que le cancer. "
une. Une photo de la puce magnétique en toile d'araignée intégrée au capteur magnétorésistif ; b. Paysage de champ parasite effectif en fonction de l'emplacement des particules par rapport à la zone de détection du capteur ; c. Le signal du capteur mesuré. Crédit :DGIST
