Des chercheurs de l'Université de Jyväskylä (Finlande) et de l'Université de Tampere (Finlande) en collaboration avec BioNavis Ltd (Finlande) ont développé un nouveau système de nanoactionneurs, où la conformation de la biomolécule peut être réglée par champ électrique et sondée à l'aide des propriétés optiques de la nanoparticule d'or.

Au cours des dernières décennies, les nanoactionneurs pour la détection ou le sondage de différentes biomolécules ont suscité un grand intérêt par exemple dans les domaines du biomédical, industrie alimentaire et environnementale. Pour fournir des outils plus polyvalents pour le contrôle moléculaire actif à l'échelle nanométrique, des chercheurs de l'Université de Jyväskylä et de l'Université de Tampere ont mis au point un schéma de nanoactionneurs, où la nanoparticule d'or (AuNP) attachée sur une surface conductrice est déplacée de manière réversible à l'aide de champs électriques, tout en surveillant sa position optiquement via les changements de sa résonance plasmon. Forces induites par le mouvement AuNP sur la molécule d'ancrage de la nanoparticule, peut être utilisé pour changer et étudier sa conformation.

"Les études connexes utilisent des interfaces ou des matériaux organiques ou inorganiques comme sondes. Notre idée était de fusionner ces deux domaines pour obtenir le meilleur des deux mondes, ", explique le chercheur postdoctoral Kosti Tapio.

Plus de possibilités pour étudier des molécules

Selon l'étude actuelle, il a été montré que les AuNP ancrés via une molécule d'ADN en épingle à cheveux ont subi une discrétisation supplémentaire dans leur mouvement en raison de l'ouverture et de la fermeture de la boucle en épingle à cheveux par rapport à la plaine, ADN simple brin.

"Cette découverte permettra des études conformationnelles de la variété de multiples biomolécules intéressantes, voire des virus, ", déclare le professeur agrégé Vesa Hytönen du Protein Dynamics Group de l'Université de Tampere.

Outre l'étude de la structure et du comportement des molécules, ce schéma peut être étendu aux spectroscopies à surface augmentée comme SERS, puisque la distance entre la particule et la surface conductrice et donc la résonance plasmon de la nanoparticule peuvent être réglées de manière réversible.

"Des systèmes de nanoparticules avec des propriétés optiques ajustables après la fabrication ont été développés dans le passé, mais généralement, les processus de réglage sont irréversibles. Notre approche offre plus de personnalisation et de possibilités en ce qui concerne les longueurs d'onde et les molécules de détection, " déclare le professeur agrégé Jussi Toppari de l'Université de Jyväskylä.

La recherche a été financée par l'Académie de Finlande (OMA—matériaux programmables) et la Fondation culturelle finlandaise (Fonds régional de Finlande centrale). Les auteurs remercient BioNavis Ltd pour l'équipement et l'expertise essentielle dans l'analyse SPR.