Vue d'artiste d'un nanopore avec des antennes plasmoniques.
Les nanopores sont parfaitement adaptés pour enfiler des molécules d'ADN à travers eux, permettant la lecture du code génétique. Des chercheurs de la TU Delft veulent rendre cette technologie encore plus puissante en équipant les pores de « plasmonique ». En utilisant de minuscules « antennes » optiques, il est possible de focaliser la lumière avec précision et intensité sur le nanopore. Finalement, les chercheurs espèrent utiliser cette technique pour contrôler l'ADN et le lire efficacement.
Coûts réduits
Les coûts de production d'une lecture du génome humain (notre ADN) ont considérablement diminué au cours de la dernière décennie, mais la technologie est restée relativement chère. Les nanopores dans les puces de silicium sont un candidat approprié pour une nouvelle génération de séquenceurs d'ADN. Il y a une décennie, les recherches menées par des scientifiques de la TU Delft et de l'Université Harvard étaient à la pointe de cette technologie.
« antennes » optiques
Avec des collègues de l'Université de l'Illinois (États-Unis), les scientifiques de la TU Delft veulent maintenant aller plus loin :ils équipent les nanopores de « plasmonique », minuscules « antennes » optiques. Ceux-ci sont utilisés pour focaliser la lumière sur un « point chaud » très intense et extrêmement petit dans le nanopore. Ce faisant, les chercheurs espèrent pouvoir capturer, ralentir et lire l'ADN efficacement.
La recherche est financée par l'Institut national américain de la santé (NIH) à hauteur de 2,47 millions de dollars. Il fait partie d'un groupe de huit projets de recherche financés d'une valeur de 17 millions de dollars, comme annoncé cette semaine par le NIH.
Capteur sensible
"La lecture des paires de bases dans l'ADN avec la technologie de séquençage actuelle coûte cher. Vous devez étiqueter l'ADN et seuls de très courts morceaux d'ADN peuvent être lus, environ quelques centaines de paires de bases, " dit le professeur Cees Dekker, chef du projet de recherche et directeur du Kavli Institute of Nanoscience à la TU Delft. « Les nanopores offrent la possibilité de lire de très longs brins d'ADN en une seule fois. En équipant les nanopores de plasmonique, nous espérons intégrer un nouveau type de capteur ultrasensible précisément à l'endroit du nanopore."
Coupe de Lycurgue. Crédit :British Museum
Mille fois plus fort
Le groupe de recherche de Dekker et ses collègues de l'Illinois sont les premiers à combiner les deux domaines d'études. « Nous fabriquons de minuscules antennes plasmoniques :des structures métalliques sur lesquelles vous pouvez focaliser des électrons à l'aide de la lumière. En plaçant ces minuscules antennes autour du nanopore, nous pouvons « éclairer » le pore. A cet endroit précisément, l'intensité lumineuse est focalisée mille fois plus forte. Et ce faisant, nous pensons pouvoir contrôler la molécule d'ADN et en même temps la lire, " explique le post-doc Magnus Jonsson.
art romain
La recherche dans les domaines des nanopores et de la plasmonique évolue rapidement. La plasmonique est un domaine d'étude relativement récent, mais selon Dekker, l'utilisation de matériaux plasmoniques existe depuis des années. "Les artistes romains du IVe siècle utilisaient déjà de la poussière d'or et d'argent dans le verre. Un bel exemple en est la coupe de Lycurgue, qui est soit rouge soit verte selon la chute de la lumière. C'est aussi de la plasmonique. L'effet est donc utilisé depuis des millénaires, même si nous n'avons découvert que récemment son fonctionnement."
