Les progrès récents de la nanotechnologie offrent de nouvelles possibilités pour l'imagerie médicale et la détection. nanostructures d'or, par exemple, peut améliorer la fluorescence des colorants marqueurs qui sont couramment utilisés pour détecter des biomolécules et diagnostiquer des maladies spécifiques.

Maintenant, Ping Bai au A*STAR Institute of High Performance Computing, Singapour, et ses collègues ont développé un moyen rapide et peu coûteux de fabriquer des réseaux de nanotrous d'or. Les chercheurs ont montré que les puces de capteurs construites à l'aide de ces nanostructures peuvent détecter avec précision les molécules liées au cancer dans le sang et sont suffisamment petites pour être utilisées dans des appareils médicaux portables.

Les réseaux de nanotrous sont conçus pour que la lumière incidente de certaines longueurs d'onde induise des oscillations à grande échelle des électrons d'or, connue sous le nom de résonance plasmonique de surface localisée (SPR). Le SPR localisé focalise l'énergie lumineuse absorbée pour améliorer la fluorescence (voir image).

« Les systèmes SPR commerciaux sont déjà utilisés dans les laboratoires hospitaliers, mais ils sont encombrants et chers, " dit Bai. "Nous aimerions développer de petites, appareils portatifs pour une utilisation clinique sur place. Cela nécessite une SPR localisée, pour lesquels nous avons besoin de matrices de nanoholes."

Précédemment, des réseaux de nanotrous ont été créés en utilisant la lithographie par faisceau d'électrons (EBL), ce qui coûte cher et prend du temps. Bai et ses collègues ont utilisé EBL pour créer un moule en nickel, puis ont utilisé le moule pour imprimer des motifs de nanotrous sur un matériau photorésistant. Les chercheurs ont fabriqué les nanostructures en évaporant de l'or sur la structure à motifs avant de décoller le matériau photorésistant. Parce que le moule en nickel peut être réutilisé plusieurs fois, cette méthode, appelée nano-impression, peut produire un grand nombre de matrices de nanotrous en or.

"Nous avons fabriqué des matrices de nanotrous de 140 nanomètres carrés avec très peu de défauts, " dit Bai. Comme première démonstration, les chercheurs ont montré qu'une puce de capteur fabriquée avec leurs réseaux de nanotrous pouvait détecter les antigènes du cancer de la prostate dans le sang, et était dix fois plus sensible qu'un appareil identique qui utilisait un film d'or sans nanotrous. L'optimisation de la conception de la puce améliorerait encore la sensibilité, Baï note.

L'équipe pense que ces puces pourraient être intégrées dans des dispositifs de point de service bon marché et portables pour un diagnostic rapide de maladies telles que la dengue. "La cartouche microfluidique construite à l'aide de nos matrices de nano-trous a à peu près la taille d'une carte de crédit, " dit Bai. " À l'avenir, nous espérons construire des détecteurs utilisant des sources lumineuses très simples, comme les LED, et des détecteurs simples similaires aux caméras des smartphones. Ces dispositifs auront des applications étendues dans la science médicale et pourraient même être utilisés pour détecter des contaminants dans les aliments, l'eau ou l'air."