L’apparition de la pandémie de COVID en 2020 a montré une fois de plus à quel point des méthodes de détection fiables et rapides sont importantes pour mettre en place des mesures efficaces de lutte contre une pandémie. Les scientifiques de la Chaire de science des matériaux et de nanotechnologie de la TU Dresden (TUD) ont réalisé des progrès considérables dans le développement de solutions hautement innovantes pour la détection d'agents pathogènes viraux dans deux études qu'ils ont présentées récemment.
Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue ACS Applied Materials &Interfaces. et Interfaces de matériaux avancées .
Les capteurs nanoélectroniques personnalisés, puissants et adaptables représentent une approche prometteuse pour lutter contre les pandémies actuelles et futures. Ces capteurs permettent non seulement un diagnostic conventionnel en cas de suspicion d'épidémie, mais également une surveillance continue de l'air ambiant dans les bus, les trains, les écoles ou les établissements de santé. Cela signifie que des mesures appropriées et immédiates peuvent être prises dès l'apparition de virus.
Depuis 2020, les scientifiques de Dresde travaillent intensivement au développement de capteurs miniaturisés pour la détection précise et efficace des antigènes du SRAS-CoV-2. Outre l'équipe TUD dirigée par le professeur Gianaurelio Cuniberti et le Dr Bergoi Ibarlucea, des scientifiques du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) à Hambourg, de l'Institut Leibniz de recherche sur les polymères (IPF) de Dresde et de l'Université des sciences et technologies de Pohang ( POSTECH) en Corée ont également participé aux deux études.
La première étude, publiée dans la revue ACS Applied Materials &Interfaces , décrit une approche innovante révolutionnaire qui augmente considérablement la précision et la vitesse de détection de l'antigène SARS-CoV-2. Il s'agit d'insérer des nanocorps synthétiques, appelés sybodies, dans des biocapteurs en tant que récepteurs.
"Les Sybodies représentent une alternative rapide, durable et éthiquement saine qui, contrairement aux anticorps conventionnels, est développée et fabriquée en utilisant des méthodes non animales", a déclaré le professeur Gianaurelio Cuniberti, qui a coordonné les deux études avec le Dr Bergoi Ibarlucea.
"Un autre avantage clé de l'utilisation des sybodies est leur plus petite taille par rapport aux anticorps, de sorte que les processus de reconnaissance biologique peuvent avoir lieu beaucoup plus près de la surface du capteur, augmentant ainsi la force du signal et rendant les capteurs beaucoup plus rapides et sensibles", ajoute-t-il. Les premiers tests ont été menés avec succès avec des transistors à effet de champ à base de nanofils de silicium modifiés avec des sybodies, démontrant le grand potentiel d'application de cette approche.
Dans le deuxième article, publié dans la revue Advanced Materials Interfaces , l'équipe a étudié l'augmentation de la sensibilité des capteurs lorsqu'ils fonctionnent dans des fluides biologiques. De tels échantillons ont une composition moléculaire complexe, ce qui limite considérablement la plage de détection du capteur.
Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont développé une modification spéciale de la surface avec un hydrogel à base de polymère diélectrique polyéthylène glycol. Cela permet de prendre des mesures directement dans la salive et d'autres échantillons des patients, et élimine le besoin d'étapes de préparation d'échantillons longues et coûteuses.
Plus d'informations : Chi Zhang et al, Sybodies comme nouveaux biorécepteurs vers la détection basée sur des transistors à effet de champ des antigènes du SRAS-CoV-2, Matériaux et interfaces appliqués à l'ACS (2023). DOI :10.1021/acsami.3c06073
Alexandra Parichenko et al, Nanotransistors de silicium hydrogel-gated pour la détection de l'antigène SARS-CoV-2 dans la force ionique physiologique, Interfaces de matériaux avancés (2023). DOI :10.1002/admi.202300391
Informations sur le journal : Matériaux et interfaces appliqués ACS
Fourni par l'Université de technologie de Dresde
