Cette photographie montre la puce microfluidique de l'appareil, qui mesure environ un centimètre sur 3 centimètres et intègre des chambres de purification d'échantillons et d'analyse PCR en temps réel. Crédit :Kent Loeffler, L'Université de Cornell
Un appareil portable peut détecter la présence de la bactérie du charbon en une heure environ à partir d'un échantillon contenant aussi peu que 40 spores microscopiques, rapportent Cornell et les chercheurs de l'Université d'Albany qui l'ont inventé. Le dispositif pourrait permettre une détection précoce en cas d'attaque à l'anthrax, sauver de nombreuses vies.
La conception de base, qui est assez petit pour tenir dans le compartiment supérieur d'un avion, pourrait potentiellement être adapté pour détecter d'innombrables autres agents pathogènes, comme la salmonelle, ou être utilisé sur le terrain pour la criminalistique de l'ADN.
"Il a été construit avec la notion d'être portable, " a déclaré Carl Batt, Liberty Hyde Bailey Professeur au Département des sciences alimentaires de Cornell et co-auteur de l'article publié en juillet dans International Journal des nanosciences et nanotechnologies biomédicales (Vol. 2, N° 2). Nathanaël Cady, doctorat '06, un ingénieur à l'échelle nanométrique à l'Université d'Albany, est l'auteur principal de l'article.
Sept ans dans la fabrication, le détecteur nécessite qu'un échantillon soit inséré dans l'appareil. De là, la machine récupère automatiquement les cellules, recueille et purifie l'ADN, puis effectue des réactions en chaîne par polymérase (PCR) en temps réel pour identifier la présence d'anthrax. La PCR peut amplifier des quantités extrêmement faibles d'ADN et constitue une plate-forme bien établie pour la détection rapide de matériel biologique.
Les chercheurs ont commencé par acquérir ce qui équivaut à une petite boîte en plastique de la taille d'une valise avec l'idée que, " quoi que nous fassions, il doit s'intégrer ici. C'était une ligne dans le sable, un défi d'ingénierie où tout devait rentrer dans la boîte, ", a déclaré Batt.
La forme d'une valise fortement renforcée, l'appareil est complet avec des pompes, éléments de chauffage et de refroidissement, et les circuits optiques et informatiques.
En adaptant différents tests à la plate-forme portable de PCR en temps réel, l'appareil pourrait être utilisé pour une variété d'applications en plus de la détection de l'anthrax, comme sur une scène de crime pour la médecine légale. Par exemple, si les détectives trouvaient un échantillon qu'ils croient appartenir à un auteur, ils pourraient utiliser un tel appareil pour déterminer rapidement et globalement le sexe ou la couleur des yeux du suspect.
Les chercheurs travaillent actuellement à développer de nouvelles stratégies pour pomper des fluides dans l'appareil, un système qui occupe désormais la majorité de l'espace et la plus grande partie de la puissance. De nouveaux systèmes de pompage basés sur le traitement du silicium sont en cours de création, ce qui pourrait permettre aux ingénieurs de fabriquer la plupart des composants du système sur une seule puce.
La recherche a été financée par KRAFT Foods, le ministère de l'Agriculture des États-Unis, Institut national de la justice et de la Food and Drug Administration.