En diagnostic clinique, il est essentiel de surveiller les biomolécules d'une manière simple, manière rapide et sensible. Les cliniciens surveillent le plus souvent les anticorps car ces petites protéines se fixent aux antigènes, ou des substances étrangères, nous sommes confrontés tous les jours. La plupart des biomolécules, cependant, ont des caractéristiques de charge compliquées, et la réponse du capteur des systèmes de nanotubes de carbone conventionnels peut être erratique. Une équipe japonaise a récemment révélé le fonctionnement de ces systèmes et proposé des changements pour améliorer considérablement la détection des biomolécules. Ils rendent compte de leurs conclusions dans le Journal de physique appliquée .

Ces chercheurs ont démontré une nouvelle technique pour détecter, mesurer et analyser des biomolécules avec des distributions de charge inhomogènes en ajustant la solution dans laquelle ils surveillent la biomolécule. Ils ont utilisé des transistors à couche mince à nanotubes de carbone (CNT-TFT) pour déterminer la quantité précise d'une biomolécule spécifique dans un échantillon.

Les biocapteurs CNT-TFT utilisent des récepteurs d'anticorps immunitaires appelés aptamères pour détecter la charge électrique nette de la partie de la molécule cible. Une fois que les scientifiques ont identifié une molécule, un anticorps est fait pour s'y attacher en solution. Cet anticorps se connecte ensuite à un aptamère sur un film mince de nanotubes de carbone qui convertit la connexion en un signal électrique pour la détection du capteur. Avec cette réponse améliorée du capteur, les chercheurs peuvent déterminer la longueur de Debye, ou la distance entre une charge ponctuelle et la molécule, pour cartographier les distributions de charges inégales d'une molécule.

Le groupe a découvert qu'ils devaient examiner comment les charges étaient distribuées à proximité de la surface d'une molécule pour comprendre le comportement compliqué du signal du capteur. "Bien qu'il s'agisse de la même molécule cible, les polarités de la réponse du capteur sont complètement différentes de positive ou négative, " dit Ryota Negishi, un auteur sur le papier.

"Nous avons obtenu l'amélioration de la plage dynamique en utilisant une faible concentration de solution tampon, " dit Negishi. " En conséquence, nous avons clarifié le mécanisme de réponse compliquée du capteur qui n'a pas été clarifié dans les rapports précédents."

De nombreuses caractéristiques différentes d'une expérience peuvent affecter la longueur de Debye d'une molécule, ces résultats sont donc prometteurs pour contrôler davantage les capteurs et modifier leur plage dynamique.

Prochain, Negishi et ses collègues espèrent trouver un moyen d'utiliser leurs découvertes dans des scénarios plus réels. "Pour une application pratique, il est essentiel de développer une technologie de détection qui puisse être détectée dans des conditions de concentration élevée proches du sang."