Des chercheurs de l'UCLA ont conçu un test en laboratoire qui utilise la technologie des micropuces pour prédire à quel point les nanomatériaux pourraient être potentiellement dangereux.

Selon le professeur de l'UCLA Huan Meng, certains nanomatériaux manufacturés, tels que les nanotubes de carbone non purifiés qui sont utilisés pour renforcer les produits commerciaux, pourrait avoir le potentiel de blesser les poumons s'il est inhalé pendant le processus de fabrication. Le nouveau test qu'il a aidé à développer pourrait être utilisé pour analyser l'étendue du danger potentiel.

Le même test pourrait également être utilisé pour identifier des biomarqueurs biologiques pouvant aider les scientifiques et les médecins à détecter le cancer et les maladies infectieuses. Actuellement, les scientifiques identifient ces biomarqueurs à l'aide d'autres tests; l'un des plus courants est appelé dosage immuno-enzymatique, ou ELISA. Mais la nouvelle plate-forme, qui est appelé essai sans marqueur électronique de semi-conducteur, ou SELFA, coûte moins cher et est plus rapide et plus précis, selon les recherches publiées dans la revue Rapports scientifiques .

L'étude a été dirigée par Meng, un professeur adjoint adjoint de médecine à l'UCLA, et Chi On Chui, professeur agrégé de génie électrique et de bio-ingénierie à l'UCLA.

ELISA est utilisé par les scientifiques depuis des décennies pour analyser des échantillons biologiques, par exemple, pour détecter si les cellules épithéliales des poumons qui ont été exposées aux nanomatériaux sont enflammées. Mais ELISA doit être effectué en laboratoire par des techniciens qualifiés, et un seul test peut coûter environ 700 $ et prendre cinq à sept jours pour être traité.

En revanche, SELFA utilise la technologie des micropuces pour analyser les échantillons. Le test peut durer entre 30 minutes et deux heures et, selon les chercheurs de l'UCLA, pourrait ne coûter que quelques dollars par échantillon lorsque la production à grand volume commence.

La puce SELFA contient un nanofil en forme de T qui agit comme un capteur et un amplificateur intégrés. Pour analyser un échantillon, les scientifiques le placent sur un capteur sur la puce. La partie verticale du nanofil en forme de T convertit le courant de la molécule analysée, et la partie horizontale amplifie ce signal pour distinguer la molécule des autres.

L'utilisation des nanofils en forme de T créés dans le laboratoire de Chui est une nouvelle application d'une invention brevetée de l'UCLA qui a été développée par Chui et ses collègues. C'est la première fois que l'analyse "laboratoire sur puce" est testée dans un scénario qui imite une situation réelle.

Les scientifiques de l'UCLA ont exposé des cellules pulmonaires cultivées à différents nanomatériaux, puis ont comparé leurs résultats à l'aide de SELFA avec les résultats d'une base de données d'études antérieures utilisant d'autres méthodes de test.

"En mesurant les concentrations de biomarqueurs dans la culture cellulaire, nous avons montré que SELFA était 100 fois plus sensible que ELISA, " a déclaré Meng. " Cela signifie que non seulement SELFA peut analyser des tailles d'échantillons beaucoup plus petites, mais aussi qu'il peut minimiser les résultats de tests faussement positifs."

Chui a dit, "Les résultats sont significatifs car la mesure SELFA nous permet de prédire le potentiel inflammatoire d'une gamme de nanomatériaux à l'intérieur des cellules et de valider la prédiction avec l'imagerie cellulaire et des expériences dans les poumons d'animaux."

Les autres auteurs étaient Yufei Mao, étudiant diplômé de l'UCLA, Chercheur postdoctoral UCLA Kyeong-Sik Shin, et les scientifiques de l'UCLA Xiang Wang et Zhaoxia Ji.