Ce diagramme illustre comment une nouvelle technologie de capteur développée à l'Oregon State University pourrait fonctionner à l'aide de billes magnétiques. (Graphique avec l'aimable autorisation de l'Oregon State University)
Des chercheurs de l'Oregon State University ont trouvé un moyen d'utiliser des « nanobilles » magnétiques pour aider à détecter les agents chimiques et biologiques, avec des applications possibles dans tout, du bioterrorisme au diagnostic médical, la surveillance environnementale ou encore la sécurité sanitaire de l'eau et des aliments.
Lorsqu'il est entièrement développé comme un ordinateur de poche, capteur portatif, comme quelque chose que vous pourriez voir dans un film de science-fiction, il fournira tout un laboratoire de diagnostic sur une seule puce.
La recherche pourrait révolutionner la taille, la vitesse et la précision des systèmes de détection chimique dans le monde.
De nouvelles découvertes sur ce "capteur microfluidique" ont été récemment rapportées dans Capteurs et actionneurs , une revue professionnelle, et l'université poursuit un brevet sur les technologies connexes. Les études collaboratives ont été dirigées par Vincent Remcho, un professeur de chimie à l'OSU, et Pallavi Dhagat, professeur adjoint à l'École de génie électrique et d'informatique de l'OSU.
La clé, disent les scientifiques, exploite la capacité des nanoparticules d'oxyde de fer ferromagnétique - des morceaux de rouille extraordinairement minuscules. L'utilisation de telles particules dans le nouveau système peut non seulement détecter des produits chimiques avec sensibilité et sélectivité, mais ils peuvent être incorporés dans un système de circuits intégrés pour afficher instantanément les résultats.
"Les particules que nous utilisons sont 1, 000 fois plus petits que ceux actuellement utilisés dans les tests de diagnostic courants, permettre à un appareil d'être portable et utilisé sur le terrain, " dit Remcho, qui est également doyen associé pour la recherche et les programmes d'études supérieures à l'OSU College of Science.
"Tout aussi important, cependant, est que ces nanoparticules sont faites de fer, " dit-il. " A cause de cela, nous pouvons utiliser le magnétisme et l'électronique pour les faire également fonctionner comme un dispositif de signalisation, pour nous donner un accès immédiat aux informations disponibles.
Selon Dhagat, cela devrait se traduire par une technologie de détection puissante et rapide, précis, peu coûteux, produit en série, et assez petit pour tenir dans votre main.
"Cela pourrait complètement changer le monde des dosages chimiques, " a déclaré Dhagat.
Une nouvelle technologie développée à l'Oregon State University utilise des « nanobilles » ferromagnétiques pour développer un puissant petit nouveau type de capteur. (Graphique avec l'aimable autorisation de l'Oregon State University)
Les analyses existantes sont souvent lourdes et chronophages, utilisant des sondes biochimiques qui nécessitent un équipement coûteux, personnel expert ou un laboratoire complexe à détecter ou à interpréter.
Dans la nouvelle approche, de minuscules nanoparticules pourraient être attachées à ces sondes biochimiques, les accompagner pour voir ce qu'ils trouvent. Lorsqu'un produit chimique d'intérêt est détecté, une "résonance ferromagnétique" est utilisée pour relayer l'information électroniquement à un petit ordinateur et l'information immédiatement affichée à l'utilisateur. Aucun film mince spécial ou traitement complexe n'est requis, mais la capacité de détection est toujours extrêmement sensible et précise.
Essentiellement, le système peut être utilisé pour détecter presque tout ce qui présente un intérêt dans l'air ou l'eau. Et l'usage de ce qui est ordinaire, le fer rouillé devrait aider à résoudre les problèmes de sécurité du produit nanotechnologique résultant.
Une détection rapide des toxines chimiques utilisées dans le bioterrorisme serait possible, y compris des problèmes tels que l'anthrax, ricine ou variole, où immédiat, des tests précis et très sensibles seraient nécessaires. En partie pour cette raison, le travail a été soutenu par une subvention de quatre ans du Army Research Laboratory, en collaboration avec l'Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.
Cependant, une surveillance régulière et améliorée du traitement et de l'approvisionnement en eau commerciale pourrait être poursuivie, ainsi que d'autres besoins en surveillance environnementale, inspection des cargaisons, applications biomédicales en recherche ou en soins médicaux, tests de médicaments pharmaceutiques, ou encore des utilisations plus courantes en matière de sécurité alimentaire.
Parmi les autres chercheurs de l'OSU travaillant sur ce projet, citons Tim Marr, un étudiant diplômé en génie électrique, et Esha Chatterjee, un étudiant diplômé en chimie.
Le concept a été prouvé dans la dernière étude, disent les scientifiques, et le travail se poursuit avec la recherche en microfluidique pour rendre la technologie robuste et durable pour une utilisation prolongée sur le terrain.
