En enrobant des nanoparticules d'or dans de fines couches de platine, seulement quelques atomes d'épaisseur, L'équipe de Xiaohu Xia a pu augmenter la sensibilité des bandelettes de test qui détectent l'antigène prostatique spécifique (PSA). Crédit :Xiaohu Xia/Michigan Tech
La bandelette de test la plus courante à laquelle les gens pourraient penser pour le diagnostic est un test de grossesse à domicile. Les femmes enceintes ont des niveaux en constante augmentation du biomarqueur gonadotrophine chorionique humaine (hCG), qui est facilement détectable dans l'urine et une mince, une bande colorée d'anticorps apparaîtra lorsque l'hCG est présente.
Cependant, il y a beaucoup plus d'hCG dans le pipi qu'il n'y en a de biomarqueurs du cancer dans le sang. L'identification de concentrations infimes est le plus grand défi des bandelettes de test qui ont été développées pour tout détecter, du cancer aux maladies infectieuses en passant par les problèmes cardiaques. La rayure réelle sur le papier n'est tout simplement pas assez sensible pour changer de couleur pour qu'un œil humain puisse la voir facilement à des concentrations qui changent la vie.
Un bling de nanoparticules pourrait changer cela. Et cela n'aurait pas beaucoup d'impact sur le coût des bandelettes de test actuelles selon une nouvelle recherche menée par Xiaohu Xia, professeur adjoint de chimie à l'Université technologique du Michigan. La recherche a été publiée récemment dans Lettres nano .
Les nanoparticules d'or sont largement utilisées depuis des décennies pour le diagnostic in vitro afin de rendre les décisions de soins et de traitement plus rapides et plus faciles pour les médecins et les patients. La nouveauté de la recherche de Xia est d'ajouter une double fonction à la nanoparticule en décorant chaque minuscule sphère d'une fine peau de platine.
Cela permet à l'œil nu d'observer plus facilement les changements sur la bandelette réactive. Il augmente également la précision et fournit des résultats quantifiables pour des concentrations extrêmement faibles de biomarqueurs clés, qui sont mesurés en picogrammes par millilitre. Dans l'étude de Xia, ils se sont concentrés sur l'antigène prostatique spécifique (PSA), à la recherche de signaux de quelques billions de gramme dans une seule goutte de sang.
"Nous exigeons que la détection soit très sensible, " Xia dit, expliquant que le platine est un excellent catalyseur et qu'il contribue un peu à stimuler la réaction chimique qui provoque l'apparition d'une bandelette réactive. "Les nanoparticules d'or sont d'une couleur rouge distincte et tant que le platine est ultrafin, le rouge des nanoparticules d'or transparaîtra."
Les nanoparticules d'or apparaissent en rouge sur les bandelettes réactives ; le mode haute sensibilité développé par l'équipe de Xia est beaucoup plus sombre sur la bandelette réactive et montre une augmentation de deux amplitudes de la sensibilité à l'antigène prostatique spécifique (PSA). Crédit :Xiaohu Xia/Michigan Tech
L'équipe de Xia est allée plus loin dans cette amélioration :elle a créé un mode à faible sensibilité (couleur à partir de noyaux de nanoparticules d'or) et un mode à haute sensibilité (couleur produite par les peaux de platine par catalyse) pour détecter le PSA. Comme le montre la photo ci-dessous, le mode haute sensibilité améliore considérablement la visibilité des bandelettes de test ; le mode à faible sensibilité est comparable aux bandelettes de test disponibles dans le commerce.
De plus, Xia estime que la fine peau de platine n'augmentera pas de manière significative le coût des bandelettes de test de nanoparticules d'or actuelles sur le marché et que la conception est compatible avec la détection d'autres types de biomarqueurs du cancer.
"Un élément clé de la bandelette de test est les anticorps, qui sont uniques à chaque biomarqueur du cancer, et sont disponibles dans le commerce, " dit-il. " Nous pouvons facilement remplacer l'anticorps, il s'agit donc d'une plate-forme de détection générale."
Selon Xia, la prochaine étape consiste à vérifier l'application d'autres biomarqueurs du cancer et même à expérimenter des applications pour les maladies infectieuses.
« L'avantage de cette technologie est simple, " dit-il. " Les dispositifs de point de service signifient que les gens peuvent les acheter et faire le diagnostic eux-mêmes; dans une clinique, c'est une technique peu coûteuse et rapide qui améliore également le diagnostic et donc le traitement."
Il suffisait d'un peu de décoration. L'ajout d'un nouveau bling de platine aux nanoparticules d'or à l'ancienne aidera à pousser la technologie améliorée des bandelettes de test des laboratoires vers les cliniques et les maisons.
