(Phys.org) — Des chercheurs de l'Oregon State University combinent des diatomées, un type d'algue photosynthétique unicellulaire, avec des nanoparticules pour créer un capteur capable de détecter des quantités infimes de protéines ou d'autres biomarqueurs.
Il s'agit d'une approche nouvelle et innovante des biocapteurs optiques, qui sont importants dans les soins de santé pour des applications telles que la détection des niveaux de glucose dans le sang ou la présence d'anticorps. Ils sont également utilisés pour la détection chimique dans la protection de l'environnement.
Les biocapteurs existants nécessitent souvent une fabrication coûteuse à l'aide de cristaux photoniques artificiels pour fabriquer un dispositif structuré avec précision. Mais les diatomées semblent avoir le bon type de structure complexe pour s'intégrer aux nanoparticules d'or ou d'argent et produire un biocapteur optique à faible coût.
"Je travaille depuis longtemps sur ce genre de capteur, et utiliser des diatomées au lieu de fabriquer des cristaux photoniques rend la vie beaucoup plus facile, " a déclaré Alan Wang, professeur adjoint de génie électrique à l'OSU College of Engineering. "Et d'un point de vue commercial, c'est beaucoup moins cher, environ 50 cents par rapport à 50 $."
Jérémy Campbell, un étudiant diplômé en génie chimique travaillant avec le professeur de l'OSU Greg Rorrer, a attiré l'attention de Wang sur la diatomée. Cela a lancé une collaboration parrainée par l'Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute et Marine Polymer Technologies.
Bien que les diatomées soient étudiées par d'autres groupes pour des applications telles que les batteries, personne d'autre ne recherche leur utilisation pour les biocapteurs optiques. Produire un capteur à faible coût est important pour un produit consommable qui est jeté après une utilisation.
Des recherches ont montré que l'utilisation de diatomées booste les performances des nanoparticules en multipliant par 10 la valeur absolue du signal, et la sensibilité par 100 fois. La sensibilité actuelle du biocapteur OSU est de 1 picogramme par millilitre, ce qui est bien meilleur que les capteurs optiques utilisés dans les cliniques pour détecter le glucose, protéines et ADN, qui ont une sensibilité de 1 nanogramme par millilitre.
"La combinaison de structures créées naturellement avec des nanoparticules synthétisées chimiquement a le potentiel de révolutionner la fabrication de dispositifs photoniques, " a dit Wang.
