Des capteurs ultrasensibles pour détecter les molécules isolées

Par 10 juillet 2007

Des chercheurs américains ont trouvé le moyen de détecter des molécules biologiques isolées grâce à un système thermo-optique. Leur étude pourrait permettre de lutter contre le cancer...

Des chercheurs américains ont trouvé le moyen de détecter des molécules biologiques isolées grâce à un système thermo-optique. Leur étude pourrait permettre de lutter contre le cancer.
 
Une équipe de physiciens du California Institute of Technology (Caltech) annonce avoir mis au point des capteurs capables de détecter les molécules biologiques isolées grâce à un microscope optique. La méthode, qui s'est déjà montrée efficace pour détecter la présence de certaines cytokines, les interleukines - des protéines qui indiquent l'état du système immunitaire - au sein de composés moléculaires, pourrait être utilisée dans la détection précoce du cancer et d'autres maladies. Son rôle devrait également être prépondérant pour faire avancer la recherche fondamentale en biologie.
 
Une sensibilité à toute épreuve
 
"Cette technologie nous permettra de réaliser de nombreuses expériences biologiques et médicales, et aboutir même à la création de traitements. Sa principale aptitude est sa capacité de détecter des molécules extrêmement petites en très grand nombre, et le fait qu'il n'y ait pas besoin de marquer les molécules cibles", explique Scott Fraser, professeur de biologie et de bio-ingénierie et collaborateur du projet. Et d'ajouter: "Grâce au niveau de sensibilité dont elle dispose, il devient possible d'étudier les facteurs de croissance émis en temps réel par une cellule unique. C'est le seul capteur qui dispose aujourd'hui de la sensibilité et de la rapidité suffisante requises".
 
La thermo-optique au service de la biologie moléculaire
 
Cette nouvelle technologie de détection s'inspire d'une invention antérieure, le "ultra-high-Q microtoroid resonator". Celui-ci consiste en un petit dispositif en verre plus fin qu'un cheveu humain et capable de s'accrocher efficacement à la lumière. "Le détecteur s'appuie sur ce contenu pour booster la sensibilité de la molécule simple, et ce quelque soit son emplacement", souligne Kerry Vahala, professeur de sciences de l'information et de technologie, et professeur de physique appliquée.
 
Selon Andrea Armani, un collègue de Kerry Vahala, ce dispositif thermo-optique, en plus d'être extrêmement sensible, peut également être programmé en enduisant sa surface de substances qui réagissent à un certain type de molécule biologique. "La molécule pour laquelle le dispositif est programmé [...] s'accroche alors à la surface du verre microtoroïde. Heureusement, la biologie et la chimie ont développé des techniques véritablement efficaces pour fixer les protéines présentes à la surface du verre, parce que de nombreux microscopes sont en cette matière. Tout ce que nous avons eu à faire a été d'adopter ces techniques pour les adapter à nos structures".
 
"Cette combinaison de sensibilité de la molécule et de détection programmée sans marquage de la molécule cible, n'avait encore jamais été démontrée, et permet de nouvelles formes de tests et de mesures", ajoute Kerry Vahala.
 
(Atelier groupe BNP Paribas – 10/07/2007)

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