En apposant des sphères d'or nanométriques sur une bille de verre microscopique, les chercheurs ont créé un super-capteur capable de détecter même des échantillons uniques des plus petits virus connus. Le capteur utilise un comportement particulier de la lumière connu sous le nom de "mode galerie de murmures, " du nom de la célèbre galerie circulaire de la cathédrale Saint-Paul de Londres, où un murmure près du mur peut être entendu autour de la galerie.

D'une manière similaire, des ondes lumineuses tourbillonnent à l'intérieur d'une petite perle de verre, résonner à une fréquence spécifique. Tout comme un petit objet sur une corde de violon vibrant peut changer sa fréquence – même légèrement – ​​un virus atterrissant sur le capteur peut également changer la fréquence de résonance de la lumière.

Avec la sphère de verre initiale, les chercheurs ont pu détecter des changements de fréquence à partir de virus de la taille de la grippe, un virus relativement gros. Le système, cependant, n'était pas assez sensible pour détecter quoi que ce soit de plus petit, comme le virus de la polio.

Les chercheurs ont pu augmenter la sensibilité de l'appareil près de soixante-dix fois en ajoutant des nanosphères d'or à la surface du verre, qui a créé ce que les chercheurs ont appelé des "points chauds plasmoniques" - des zones où les ondes lumineuses se sont couplées à des ondes d'électrons. Ce capteur hybride a non seulement détecté la présence du virus MS2 - le poids léger actuel dans le monde des virus à ARN - il a également pu déterminer le poids du virus en mesurant le changement de fréquence précis de la lumière. Avec quelques ajustements mineurs, le capteur doit également être capable de détecter des protéines individuelles, tels que les marqueurs du cancer qui apparaissent dans le sang bien avant que les signes extérieurs du cancer puissent être détectés.

Les résultats ont été publiés dans la revue American Institute of Physics (AIP) Lettres de physique appliquée .