Des chimistes de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont développé une nouvelle méthode d'analyse parallèle des protéines qui est, en principe, capable d'identifier des centaines voire des milliers de protéines différentes. Il pourrait être utilisé pour détecter la présence de virus et identifier leur type dans de minuscules échantillons. À la fois, c'est très économique et rapide.

« Nous voyons des applications possibles de cette technique en médecine, où il pourrait être utilisé, par exemple, pour le diagnostic rapide d'un large éventail de maladies. Il serait presque aussi facile à utiliser qu'une bandelette de test de grossesse, " a déclaré le professeur Carsten Sönnichsen de l'Institut de chimie physique. Le test consiste à placer une minuscule goutte de sang, salive, ou tout autre fluide corporel sur une petite bandelette réactive, qui est ensuite placé dans un dispositif développé au JGU Institute of Physical Chemistry. Cet appareil est capable d'identifier les protéines spécifiques dans le fluide et permet ainsi de différencier rapidement et de manière fiable entre les micro-organismes inoffensifs et les agents pathogènes dangereux.

Afin de détecter les nombreuses substances différentes présentes dans un petit échantillon, les capteurs doivent être aussi petits que possible, de préférence la taille des nanoparticules. L'équipe de scientifiques de Sönnichsen a conçu un capteur pas plus gros qu'une tête d'épingle mais capable d'effectuer une centaine de tests individuels différents sur une surface de seulement un dixième de millimètre carré. Les «bandes de test» sont constituées de tubes capillaires en verre contenant des nanoparticules d'or en tant qu'éléments capteurs sur leurs surfaces internes. "Nous préparons d'abord nos nano-particules à l'aide de brins d'ADN courts, dont chacun se lie à un type spécifique de protéine, " a expliqué Janak Prasad, qui a développé la méthode de fonctionnalisation. Lorsqu'une protéine s'arrime à l'un de ces brins d'ADN spéciaux, appelés aptamères, la nanoparticule correspondante change de couleur. Les changements de couleur peuvent être détectés à l'aide d'un spectromètre. Dans ce but, les tubes capillaires sont placés sous un microscope conçu, construit, et fourni avec le logiciel nécessaire par l'équipe de chimistes basée à Mayence.

« Nous démontrons une nouvelle approche pour un test multiplexé qui détecte plusieurs protéines simultanément en laissant un fluide s'écouler devant les nano-tiges d'or positionnées de manière aléatoire, " a expliqué Christina Rosman, premier auteur de l'étude. L'équipe de l'Institut de chimie physique de JGU a utilisé quatre protéines cibles différentes pour démontrer la viabilité du nouveau concept, sa capacité à détecter des concentrations de l'ordre du nanomolaire, et la possibilité de recycler les capteurs pour plusieurs analyses. "Nous voyons le potentiel d'étendre notre méthode à la détection simultanée de centaines voire de milliers de substances cibles différentes, " affirment les auteurs dans leur article paru dans le numéro de juin 2013 de la revue Lettres nano . La production en série à faible coût des capteurs est réalisable si des méthodes avancées de nano-fabrication telles que la nano-impression ou le piégeage optique sont utilisées.

Il existe de nombreuses applications possibles d'un test pour plusieurs cibles dans une seule procédure. Les capteurs à faible coût pourraient être directement utilisés par les médecins dans leurs pratiques afin de détecter et de discriminer divers types de virus de la grippe avec lesquels leurs patients pourraient être infectés. En outre, la technique serait également adaptée pour détecter la présence de toxines dans l'environnement ou dans les aliments, en particulier dans les liquides tels que le lait ou les aliments pour bébés, ou la présence de dopage ou d'autres drogues illicites.