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Des nanopores fabriqués pour des applications biomoléculaires

Dans la nature, nombreux sont les exemples de passerelles à l'échelle nanométrique capables de contrôler le passage des molécules avec une précision remarquable. Ces structures biologiques ont inspiré des recherches financées par l'UE visant à fabriquer des nanopores qui imitent beaucoup de leurs fonctions.
Des nanopores fabriqués pour des applications biomoléculaires
Le projet ACTIVE NANOPORES (Active polymer-functionalized nanopores) a été consacré au développement de nanopores en semi-conducteur dans des couches de divers matériaux, dont les métaux. Les chercheurs ont créé des nanopores dans de fines couches d'or d'une épaisseur de 20 à 50 nm et dans des systèmes métal-isolant-métal légèrement plus épais.

Les chercheurs ont utilisé un nouveau cadre théorique pour décrire les propriétés optiques de ces nouveaux types de nanostructures qui pénètrent à travers plusieurs couches de films métalliques séparées par des isolants. Des plasmons de surface ont été utilisés pour la détection optique des interactions sur leurs surfaces.

Pour obtenir des fonctionnalités similaires à celles observées dans des complexes poreux qui contrôlent les molécules autorisées à pénétrer dans le noyau des cellules eucaryotes, les chercheurs ont fixé des matériaux mous à la surface des nanopores. Les polymères, en particulier, possédaient les caractéristiques nécessaires pour imiter les systèmes biologiques.

La fonctionnalisation des nanopores a permis de créer le même type de barrières sélectives capables de faire en sorte que seules les molécules ciblées passent à travers, ouvrant ainsi la voie à des applications de filtration et piégeage biomoléculaire. La recherche d'ACTIVE NANOPORES a mis en évidence les moyens d'appréhender les mélanges complexes de biomolécules, comme les protéines.

Fait important, les passerelles à l'échelle nanométrique s'ouvrent et se ferment au moyen de signaux électriques. Les films de métal peuvent servir d'électrodes, offrant un contrôle électrique sur les nanostructures ainsi que la possibilité de changer la température et le pH localement à leur surface.

Le résultat d'ACTIVE NANOPORES peut devenir partie intégrante des plateformes analytiques à l'échelle microscopique, voire augmenter la spécificité des biocapteurs. Les nanopores constituent un type de surface adapté à l'analyse des interactions moléculaires grâce à la spectroscopie optique ou la lecture électrochimique.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Nanopores, biomoléculaire, ACTIVE NANOPORES, polymère, métal-isolant-métal