Le département de physique appliquée et la division interdisciplinaire de génie biomédical de l'Université polytechnique de Hong Kong ont développé conjointement un nouveau nano biocapteur pour la détection rapide de la grippe et d'autres virus.

La nouvelle invention de PolyU utilise une méthode optique appelée processus de transfert d'énergie par résonance de luminescence (LRET) de conversion ascendante pour la détection ultrasensible des virus. Il s'agit de procédures opérationnelles simples, réduisant considérablement sa durée de test d'environ 1-3 jours à 2-3 heures, le rendant plus de 10 fois plus rapide que les méthodes cliniques traditionnelles. Son coût est d'environ 20 HK $ par échantillon, ce qui est 80% inférieur aux méthodes de test traditionnelles. La technologie peut être largement utilisée pour la détection de différents types de virus, apporter un éclairage nouveau sur le développement du low-cost, détection rapide et ultrasensible de différents virus.

Les méthodes biologiques traditionnelles de détection du virus de la grippe comprennent l'analyse génétique :transcription inverse-amplification en chaîne par polymérase (RT-PCR) et dosage immuno-enzymatique (ELISA) utilisés en immunologie. Cependant, La RT-PCR est coûteuse et prend du temps alors que la sensibilité de l'ELISA est relativement faible. De telles limitations les rendent difficiles à utiliser en clinique en tant qu'outil de diagnostic de première ligne et sur site pour la détection de virus, ouvrant la voie au développement par PolyU du nouveau biocapteur à nanoparticules à conversion ascendante qui utilise la technique luminescente pour la détection des virus.

Les chercheurs de PolyU ont développé un biocapteur basé sur une technique luminescente qui fonctionne comme deux pièces d'aimant assorties avec une force d'attraction. Il implique le développement de nanoparticules de conversion ascendante (UCNP) conjuguées à un oligo sonde dont les paires de bases d'ADN sont complémentaires à celle des nanoparticules d'or (AuNP) oligo du virus de la grippe. Compte tenu de la nature complémentaire des paires de bases d'ADN de l'oligo sonde UCNPs et de l'oligo virus de la grippe AuNPs, ils fonctionnent comme deux aimants assortis, qui seraient rapprochés en raison de la force d'attraction. Ce processus est également appelé hybridation oligo. Après avoir été éclairé par un stylo laser portable proche infrarouge, les UCNP émettent une lumière verte visible à l'œil nu tandis que les AuNP absorberaient la lumière verte. On peut facilement quantifier la concentration du virus grippal ciblé en mesurant la diminution de l'intensité du feu vert.

Initialement, Les chercheurs de PolyU ont utilisé la conversion ascendante LRET pour la détection ultrasensible de virus dans un système en phase liquide. L'équipe de recherche a encore amélioré la sensibilité de la méthode de détection luminescente en utilisant un système de membrane nanoporeuse en phase solide (NAAO) pour la détection des virus. Comme la membrane NAAO se compose de nombreux canaux creux, ils laissent plus de place à l'hybridation oligo, augmentant considérablement sa sensibilité de plus de 10 fois par rapport au système en phase liquide, prouvée par détection clinique à l'aide d'échantillons de virus inactivés.

Non seulement la conception et le fonctionnement de l'invention de PolyU sont simples, il ne nécessite pas d'instruments coûteux et de compétences opérationnelles sophistiquées, avec sa sensibilité comparable aux méthodes cliniques traditionnelles. Par rapport à la technique luminescente de conversion descendante conventionnelle, il cause peu de dommages au matériel génétique et n'induit pas de fluorescence de fond. En outre, puisque chaque virus a une séquence génétique unique, les chercheurs pourraient concevoir une sonde complémentaire une fois connue la séquence génétique du virus ciblé. En d'autres termes, la technologie de conversion ascendante LRET peut être largement utilisée pour la détection de différents types de virus simplement en modifiant la sonde de capture UCNPs.

Les résultats correspondants ont été récemment publiés dans ACS Nano et Petit , deux revues de premier plan dans la recherche sur les nanomatériaux. Avec le soutien du Programme d'appui à l'innovation et à la technologie, l'équipe de recherche continuera à améliorer le nano biocapteur pour la détection rapide des virus, qui comprend l'augmentation de sa sensibilité et de sa spécificité, et développer une matrice pour la détection de plusieurs virus de la grippe sur une seule plate-forme de test.