Un biocapteur basé sur la nanotechnologie développé par des chercheurs de la Kansas State University pourrait permettre une détection précoce des cellules cancéreuses et des agents pathogènes, conduisant à une sécurité alimentaire accrue et à une réduction des risques pour la santé.

Lateef Syed, doctorant en chimie, Hyderabad, Inde, développe le biocapteur avec Jun Li, professeur agrégé de chimie. Leurs recherches portent sur E. coli , mais Syed a déclaré que la même technologie pourrait également détecter d'autres types d'agents pathogènes, comme les salmonelles et les virus.

"Le Kansas est un État leader dans la production de viande et l'industrie de la volaille, ", a-t-il déclaré. "Toute épidémie d'agents pathogènes dans ces industries entraîne d'énormes pertes financières et de nombreux risques pour la santé. Nous voulons prévenir ces épidémies en détectant les agents pathogènes à un stade précoce. »

L'affiche de recherche récente de Syed, "Capture diélectrophorétique de E. coli aux réseaux de nanoélectrodes, " a été nommé lauréat lors du récent Capitol Graduate Research Summit à Topeka. Un article sur ce travail a été accepté pour publication dans la revue scientifique Électrophorèse .

Depuis plus de trois ans et demi, Les recherches de Syed se sont concentrées sur le développement de biocapteurs basés sur la nanotechnologie pour la détection des agents pathogènes et la détection des biomarqueurs du cancer. Il a commencé la recherche en tant que doctorant sous la direction de Li, qui a fait des recherches sur les nanotechnologies pendant 15 ans.

"La nanotechnologie est un domaine très excitant, ", a déclaré Li. "Cela offre vraiment une opportunité de résoudre les problèmes de santé et de sécurité alimentaire. Cela peut également être utile pour les questions environnementales et énergétiques. »

Le projet est une continuation du travail que Li a effectué au NASA Ames Research Center en Californie, où il a passé sept ans à développer la nanotechnologie. En travaillant en Californie, Li a eu l'idée de développer une petite puce pour capturer et détecter les agents pathogènes.

Lorsque Li est arrivé à K-State en 2007, il a poursuivi la recherche sur les biocapteurs avec Syed. Ensemble, ils travaillent au développement de biocapteurs pour le diagnostic du cancer et la détection des agents pathogènes. Pour développer ces biocapteurs, l'équipe utilise des nanofibres de carbone, ou CNF, car ils peuvent former un réseau d'électrodes minuscules encore plus petit que les bactéries et les virus. Lorsque ces particules microbiennes sont capturées à la surface de l'électrode, un signal électrique peut être détecté.

"Un objectif est d'intégrer cette technologie dans un appareil électronique portatif pour la détection d'agents pathogènes afin que nous puissions utiliser cet appareil pour la surveillance en ligne de la qualité de l'eau ou de la qualité des aliments sur les sites de transformation industrielle, " Syed a déclaré. "Nous avons des résultats préliminaires qui indiquent que cette technologie est faisable, et j'en suis assez content."

Le projet est soutenu par une entreprise canadienne appelée Early Warning Inc., qui a fourni à l'équipe de recherche K-State 240 $, 000 pendant deux ans dans le cadre des travaux de développement. Récemment, le projet a également été soutenu par le Centre d'excellence du Département de la sécurité intérieure des États-Unis pour les maladies animales émergentes et zoonotiques, ou CEEZAD, à K-State.

« Nous travaillons toujours avec l'entreprise et essayons de le proposer en tant que produit pour alimenter le marché de la surveillance de la qualité de l'eau, " a dit Li. " Vous ne voulez pas que les gens boivent de l'eau contaminée et tombent malades avant de pouvoir faire quelque chose. Cette recherche peut être très utile à l'avenir car elle peut être appliquée aux tout premiers stades avant qu'une épidémie ne se propage.

« La nanotechnologie est un domaine diversifié, et comprend de tels dispositifs de biocapteurs que nous pouvons développer dans ce laboratoire à l'université, " a-t-il dit. " Tant que nous recherchons ces opportunités, nous pouvons créer quelque chose d'utile pour le Kansas et pour les gens qui vivent ici."