Crédit :Imperial College de Londres
Un système couplé de deux détecteurs miniatures appelés nanopores améliore la détection des molécules biologiques, y compris l'ADN et les marqueurs de la maladie précoce.
La capacité de contrôler le mouvement de molécules biologiques uniques est essentielle pour améliorer un large éventail d'applications biophysiques et diagnostiques, comme le séquençage de l'ADN et la détection de molécules rares liées au diagnostic et au pronostic de la maladie.
Dans les années récentes, les nanopores - de minuscules trous dans les matériaux isolants - sont devenus un outil prometteur capable d'accomplir ces tâches. Dans la détection des nanopores, les molécules individuelles sont passées à travers un très petit trou de la taille d'un nanomètre. Ce processus permet à chaque molécule de produire une signature unique, sans avoir besoin d'une longue préparation d'échantillon ou d'une modification chimique.
Cependant, plus la molécule est petite, plus il est difficile à détecter. Un contrôle très précis est nécessaire pour sélectionner des molécules individuelles et les maintenir en place suffisamment longtemps pour être analysées.
Dans un effort de collaboration, des équipes dirigées par le Dr Alex Ivanov et le professeur Joshua Edel à l'Imperial College de Londres et le professeur Cees Dekker à l'Université de technologie de Delft ont développé un capteur à l'échelle nanométrique qui contient des molécules pour faciliter une amélioration de près de 100 fois les temps de lecture.
Crédit :Imperial College de Londres
La nouvelle technologie, rapporté dans le journal Lettres nano , fonctionne en contrôlant activement le transport des molécules en suspension à l'aide d'une architecture à double nanopore, où deux nanopores sont séparés par un espace d'environ 20 nm de large (20 milliardièmes de mètre). Cela « piège » efficacement les molécules assez longtemps pour que les nanopores obtiennent des lectures précises.
Co-responsable de l'étude, Docteur Ivanov, du Département de chimie de l'Impériale, dit :« Au départ, les deux équipes ont développé indépendamment des systèmes où deux de ces détecteurs nanométriques sont fabriqués à proximité immédiate. Cependant, dans la présente étude, nous avons combiné les avantages des deux méthodes pour obtenir une amélioration significative du blocage des molécules individuelles à la tête du détecteur. »
En outre, la méthode permet également un contrôle précis du transport moléculaire et du brassage de molécules individuelles d'un détecteur à un autre avec une efficacité de près de 100 %.
Professeur Edel, également du département de chimie de l'Impériale, a commenté :« La force et la fiabilité de la plate-forme ouvrent une pléthore d'applications possibles. Par exemple, la mise en place d'un mécanisme de rétrocontrôle permettrait une meilleure modulation et un meilleur contrôle du transport moléculaire.
"Par exemple, un tel mécanisme pourrait être utilisé pour effectuer plusieurs lectures de la même molécule d'ADN, fournissant des informations plus précises sur les molécules sondées. "
Le Dr Ivanov a ajouté :« L'ensemble du projet n'a été rendu possible que par l'enthousiasme des jeunes membres de l'équipe, dont Paolo Cadinu, Giulia Campolo à Imperial et Sergii Pud à l'Université de Technologie de Delft, qui ont tous des expertises et des parcours divers. Nous avons récemment reçu une subvention de l'Imperial European Partners Fund pour développer davantage notre collaboration."
