Une nouvelle percée a le potentiel d'améliorer les capteurs utilisés pour tester les maladies et détecter le dopage dans le sport.

Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l'Université de Lancaster a créé un revêtement d'une seule molécule d'épaisseur qui modifie la surface des électrodes des capteurs.

La molécule utilisée, appelé bêta-cyclodextrine, a une forme d'entonnoir avec un intérieur hydrophobe et un extérieur hydrophile. La combinaison de ces deux propriétés fonctionne ensemble pour garantir que seules les molécules de la taille et du type corrects s'adapteront à l'intérieur, garantissant ainsi que le capteur ne détecte que les substances pour lesquelles il est réglé.

Le processus, qui consiste à greffer électrochimiquement la bêta-cyclodextrine à la surface d'électrodes en graphite, est également facile à appliquer - il peut être ajouté en une seule étape en quelques minutes, sans équipement spécial ni produits chimiques nocifs, ce qui, selon les chercheurs, rend le processus bon marché et évolutif.

Bien que l'utilisation de la cyclodextrine sur les capteurs ne soit pas nouvelle, d'autres méthodes pour créer des revêtements de capteurs similaires ont été, jusqu'à maintenant, plus complexe et coûteux. Les tests ont montré que cette nouvelle méthode produit également des capteurs environ dix fois plus sensibles que les meilleurs capteurs existants à base de cyclodextrine. Cela signifie qu'il a le potentiel de détecter des molécules spécifiques à des concentrations beaucoup plus faibles.

Dr Stijn Mertens, Maître de conférences en science des surfaces électrochimiques au département de chimie de l'Université de Lancaster, et chercheur principal, a déclaré :« Cette modification en une étape est très prometteuse pour la production de routine de produits peu coûteux, capteurs électrochimiques robustes et performants.

"C'est très sélectif, ne ramassant que les molécules qui s'intègrent dans la cyclodextrine. Ceci est important car cela signifie que nous pouvons analyser des échantillons sans prétraitement long et donc coûteux, comme la séparation d'avec d'autres substances. Nous pensons que les excellentes performances du capteur peuvent être liées à sa structure simple et bien définie, car la cyclodextrine est attachée directement et fortement à la surface de l'électrode."

Les chercheurs ont testé le capteur sur la dopamine, un neurotransmetteur chimique qui aide à envoyer des signaux entre les cellules nerveuses et est donc très important en biochimie.

"Même si nous ne l'avons testé que sur la dopamine en tant que molécule biologiquement pertinente, nous nous attendons à ce que le capteur fonctionne pour de nombreuses autres petites biomolécules, ou de la drogue. Cela pourrait s'avérer utile pour aider à diagnostiquer des maladies, comme la maladie de Parkinson, ou la détection de drogues chez les athlètes."

La recherche est actuellement à un stade précoce de validation de concept, bien que les capteurs avec ces revêtements puissent être utilisés par les scientifiques au sein des laboratoires pour tester des échantillons de sang ou de tissus.

La recherche est décrite dans l'article "One-Step Covalent Immobilization of beta-cyclodextrin on sp2 Carbon Surfaces for Selective Trace Amount Probing of Guests", qui est publié dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .

La recherche, qui impliquait également des chercheurs de la KU Leuven et de l'Université de Gand en Belgique, a été financé par le Fonds Recherche Scientifique-Flandre, KU Leuven et le Conseil européen de la recherche.