Des chercheurs du centre de recherche en nanotechnologie Imec (Belgique) ont démontré des biocapteurs basés sur de nouvelles géométries de nanostructures qui augmentent la sensibilité et permettent de détecter des concentrations extrêmement faibles de marqueurs de maladies spécifiques. Cela ouvre la voie au diagnostic précoce du cancer, par exemple, en détectant de faibles densités de marqueurs du cancer dans des échantillons de sang humain.

Les nanoparticules fonctionnalisées peuvent identifier et mesurer des concentrations extrêmement faibles de molécules spécifiques. Ils permettent la réalisation de systèmes de diagnostic avec une sensibilité accrue, spécificité et fiabilité résultant en des soins de santé meilleurs et plus rentables. Et, aller encore plus loin, les nanoparticules fonctionnalisées peuvent aider à traiter des maladies, en détruisant les cellules malades auxquelles les nanoparticules se lient.

Imec vise à développer des systèmes de biocapteurs exploitant un phénomène connu sous le nom de résonance plasmonique de surface localisée dans les nanostructures de métaux nobles (par exemple, l'or et l'argent). Les biocapteurs sont basés sur la détection optique d'un changement de réponse spectrale des nanostructures lors de la liaison d'un marqueur de maladie. La sensibilité de détection peut être augmentée en modifiant la morphologie et la taille des nanostructures de métal noble.

Le système de biocapteur est bon marché et facilement extensible à la biodétection multiparamétrique. Imec présente aujourd'hui des nanostructures en or à symétrie brisée qui combinent des nanoanneaux avec des nanodisques. La combinaison de différentes nanostructures à proximité permet une ingénierie détaillée de la résonance plasmonique des nanostructures. Plus précisement, imec a ciblé une optimisation à la fois de la largeur du pic de résonance et du décalage de résonance lors de la liaison du marqueur de la maladie. Par rapport à ces paramètres, les nouvelles géométries surpassent clairement les nanosphères traditionnelles. Par conséquent, ils sont mieux adaptés à une utilisation pratique dans des systèmes de biocapteurs sensibles.

« Avec notre recherche bio-nano, nous visons à jouer un rôle important dans le développement de diagnostics et de thérapies de santé puissants. Nous travaillons sur des instruments innovants pour soutenir la recherche sur les maladies et nous étudions les technologies portables qui peuvent diagnostiquer les maladies à un stade précoce. Nous voulons aider l'industrie pharmaceutique et diagnostique avec des instruments pour développer des tests de diagnostic et des thérapies plus efficacement ; » a déclaré le professeur Liesbet Lagae, responsable du programme HUMAN++ sur la technologie d'interfaçage biomoléculaire.

Certains de ces résultats ont été obtenus en collaboration avec l'Université catholique de Louvain (Louvain, La Belgique), Collège impérial de Londres, Royaume-Uni) et Rice University (Houston, Texas).