(Phys.org) -- Les chercheurs ont créé un biocapteur ultrasensible qui pourrait ouvrir de nouvelles opportunités pour la détection précoce du cancer et une « médecine personnalisée » adaptée à la biochimie spécifique de chaque patient.

Le dispositif, qui pourraient être plusieurs centaines de fois plus sensibles que d'autres biocapteurs, combine les attributs de deux types de capteurs distinctement différents, dit Muhammad A. Alam, un professeur de l'Université Purdue en génie électrique et informatique.

"Individuellement, ces deux types de biocapteurs ont une sensibilité limitée, mais lorsque vous combinez les deux, vous obtenez quelque chose de meilleur que l'un ou l'autre, " il a dit.

Les résultats sont détaillés dans un article paru le lundi 14 mai dans le Actes de l'Académie nationale des sciences . L'article a été rédigé par Ankit Jain, étudiant diplômé de Purdue, Alam et Pradeep R. Nair, un ancien doctorant de Purdue qui est maintenant membre du corps professoral de l'Indian Institute of Technology, Bombay.

Le dispositif ╨ appelé biocapteur Flexure-FET - combine un capteur mécanique, qui identifie une biomolécule en fonction de sa masse ou de sa taille, avec un capteur électrique qui identifie les molécules en fonction de leur charge électrique. Le nouveau capteur détecte à la fois les biomolécules chargées et non chargées, permettant une plus large gamme d'applications que l'un ou l'autre type de capteur seul.

Le capteur a deux applications potentielles :la médecine personnalisée, dans lequel un inventaire des protéines et de l'ADN est enregistré pour chaque patient afin de prendre des décisions de diagnostic et de traitement plus précises ; et la détection précoce du cancer et d'autres maladies.

Dans le diagnostic précoce du cancer, le capteur permet la détection de petites quantités de fragments d'ADN et de protéines déformées par le cancer bien avant que la maladie ne soit visible par imagerie ou autres méthodes, dit Alam.

La partie mécanique du capteur est un porte-à-faux vibrant, un éclat de silicium qui ressemble à un petit plongeoir. Situé sous le cantilever est un transistor, qui est la partie électrique du capteur.

Dans d'autres biocapteurs mécaniques, un laser mesure la fréquence de vibration ou la déflexion du cantilever, qui change en fonction du type de biomolécule qui atterrit sur le porte-à-faux. Au lieu d'utiliser un laser, le nouveau capteur utilise le transistor pour mesurer la vibration ou la déviation.

Le capteur maximise la sensibilité en mettant à la fois le porte-à-faux et le transistor en « polarisation ». Le porte-à-faux est polarisé à l'aide d'un champ électrique pour le tirer vers le bas comme avec une ficelle invisible.

"Ce pré-cintrage augmente considérablement la sensibilité, " dit Jain.

Le transistor est polarisé en appliquant une tension, maximiser ses performances également.

"Vous pouvez rendre l'appareil sensible à presque n'importe quelle molécule tant que vous configurez correctement le capteur, " dit Alam.

Une innovation clé est l'élimination d'un composant appelé "électrode de référence, " qui est nécessaire pour les biocapteurs électriques classiques mais ne peut pas être miniaturisé, limitant les applications pratiques.

"L'élimination du besoin d'une électrode de référence permet la miniaturisation et la rend possible pour un faible coût, applications de point de service dans les cabinets de médecins, " dit Alam.

Une demande de brevet américain a été déposée pour le concept.