Les chercheurs de Skoltech et leurs collègues de Russie et d'Israël ont mis au point un nouveau méthode simple et peu coûteuse de test d'échantillons biologiques liquides qui peut être développée pour fonctionner en milieu clinique, y compris les tests en temps réel pendant la chirurgie. L'article a été publié dans la revue Lumière :science et applications .

La méthode la plus courante de test de diagnostic en temps réel pour les échantillons biologiques (tels que l'urine ou la salive) qui est utilisée dans le système de santé, capteurs optiques sans étiquette, sont très sensibles, mais cette sensibilité a un coût en termes de temps et de ressources. Vous cherchez une alternative plus efficace, l'équipe de recherche, coordonné par le professeur Dmitry Gorin du Center for Photonics and Quantum Materials de l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo (Skoltech) et le Dr Roman Noskov de l'Université de Tel Aviv, s'est tourné vers les données que ces capteurs ignorent normalement :la dispersion optique de l'indice de réfraction d'un échantillon qui peut agir comme une sorte d'empreinte digitale pour suivre les changements dans sa composition.

Ils ont introduit le concept de détection optique multispectrale dans la fibre (IMOS) pour les échantillons biologiques liquides en modes statique et en temps réel. Selon l'équipe, cette méthode de détection est précise, fiable et très sensible aux impuretés dans l'échantillon, ce qui peut le rendre utile à la fois à des fins de diagnostic et pour des simulations en temps réel de divers processus biologiques.

Fibre optique microstructurée à cœur creux (HC-MOF), un type particulier de fibre optique qui confine la lumière à l'intérieur d'un noyau creux entouré d'une gaine microstructurée, est au cœur de la nouvelle approche sensorielle. Le liquide traverse des chambres dans la fibre, et les décalages spectraux des maxima et des minima dans le spectre de transmission de HC-MOF sont interprétés comme des signaux concernant la composition chimique de l'échantillon. Sans besoin de cavité externe ou d'interféromètre, le système de détection est facile et peu coûteux à produire.

Les chercheurs ont testé ses performances sur la concentration d'albumine sérique bovine (BSA), qui est couramment utilisé dans de telles expériences, dissous dans l'eau et dans une solution saline tamponnée au phosphate. La résolution qu'ils ont pu montrer de manière cohérente dans plusieurs expériences était équivalente à 1 gramme de BSA dans un litre de liquide, proche de la précision des tests d'albumine standard et répond potentiellement aux besoins cliniques.

« Notre concept peut être considéré comme une plateforme d'analyse peropératoire de biomarqueurs de différents types. Pour cela, nous devons le tester sur d'autres bioanalytes et modifier davantage la fibre creuse pour augmenter la spécificité. Les futurs essais de ces dispositifs au point de service serviront de première étape pour la réalisation de la véritable approche « du banc au chevet », " note Gorin.

« La détection optique multispectrale dans la fibre ouvre de nouveaux horizons en pas cher, et une analyse fiable du sang et d'autres liquides corporels en temps réel, ce qui est important pour le diagnostic rapide de diverses maladies et conditions anormales, " ajoute Noskov.

L'équipe prévoit de poursuivre ses recherches en augmentant la spécificité ainsi que la sensibilité de cette approche. Ils vont déposer une demande de brevet et rechercher des partenaires industriels et investisseurs intéressés par le développement de dispositifs cliniques basés sur ce type de capteur.