"Une structure remarquable"

L'appareil est composé de trois couches ultrafines :

• une membrane nanoporeuse en nitrure de silicium qui sert de préfiltre.
• une membrane de biocapteur avec un seul nanopore.
• une couche d'espacement qui les sépare de seulement 200 nm.

L'arrangement crée une nanocavité remplie de moins d'un femtolitre de fluide, soit environ un million de fois plus petite que les plus petites gouttes de pluie.

Pendant le fonctionnement, le dispositif utilise un champ électrique pour attirer un brin d'ADN afin qu'il pénètre dans l'un des pores du préfiltre, puis passe à travers la nanocavité pour atteindre le pore de la membrane du capteur sous-jacente. Cela déclenche des changements dans le courant électrique de l'appareil qui peuvent être détectés et analysés. Le fait que l'ADN doive s'allonger de manière cohérente pour traverser la combinaison à deux membranes améliore la précision et la reproductibilité de la détection.

"C'est une structure remarquable, " dit McGrath. "Nous avons construit un système intégré avec un filtre très poreux à portée moléculaire d'un capteur. Je pense qu'il y a beaucoup de capteurs, en particulier ceux qui recherchent des biomarqueurs dans les fluides biologiques bruts, qui gagnerait à filtrer les molécules indésirables immédiatement en amont du détecteur. »

Le procédé de fabrication mouille instantanément la nanocavité, ce qui est souvent difficile à l'échelle nanométrique. L'appareil contient des dizaines de ces nanocavités, ce qui peut éventuellement augmenter la quantité de matériel pouvant être criblé en permettant la détection de biomarqueurs parallélisés.

Résoudre les problèmes que d'autres ont besoin de résoudre

Le laboratoire de Tabard-Cossa utilise des dispositifs à nanopores à l'état solide pour trouver de nouvelles façons de manipuler et de caractériser des molécules uniques. Son laboratoire était intéressé à trouver de nouveaux matériaux pouvant être utilisés pour la détection de biomarqueurs. Le préfiltre du nouveau dispositif résout un problème avec les autres détecteurs de nanopores en silicium :ils sont plus susceptibles de se boucher que les dispositifs alternatifs qui utilisent ces pores biologiques pour la détection. Membranes biologiques, d'autre part, sont moins stables que les nanopores à l'état solide, a noté McGrath.

"Nous aimons appliquer nos technologies membranaires pour résoudre des problèmes que d'autres ont besoin de résoudre. C'est un très bel exemple., " dit McGrath.

McGrath est co-fondateur de SiMPore, une startup universitaire qui développe une grande portabilité, dispositifs à puce qui incorporent des membranes de silicium pour une variété d'applications, de la détection biologique à la dialyse.

"Je pense que nous allons réaliser les avantages pratiques de cette technologie à court terme, " dit-il. Une deuxième génération du nouvel appareil, développé chez SiMPore, intègre le préfiltre directement sur les puces lors de la fabrication à l'échelle de la tranche, "donc il n'y a plus personne qui respire dessus, " note-t-il. " Tout est en fait construit comme une seule unité et devrait rendre les études futures très faciles. C'est tout à l'honneur de l'ingéniosité de SiMPore et tout un héritage pour Greg."