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Une technologie optique sophistiquée à faible coût permet de nombreuses applications

Des scientifiques ont mis au point une nouvelle plateforme optique de microlaboratoire sur puce conçue pour détecter les changements de conformation de l'ADN, avec une grande sensibilité. Cette technologie devrait trouver bon nombre d'applications dans de nombreux sous-domaines de l'optique.
Une technologie optique sophistiquée à faible coût permet de nombreuses applications
L'interprétation du code de l'ADN, y compris les protéines codées et le moment de l'expression dépendent de l'interaction de l'ADN avec d'autres molécules liées à des détails de sa structure. La recherche d'une façon d'étudier la dynamique physique de l'ADN sans marquage a débouché sur la mise au point de la technologie dans le cadre du projet DNA-DAR DNA sensor in polymer photonic crystal band-edge lasers with integrated nanochannels»), financé par l'UE.

Les scientifiques ont produit une plateforme de microlaboratoire sur puce microfluidique à base de polymères qui exploite deux techniques optiques novatrices et hautement sensible qui sont compatibles avec les nanocanaux fluidiques. La première repose sur des cristaux photoniques, de nouvelles structures périodiques à bande interdite qui interdisent la propagation de certaines fréquences de lumière et permettant un contrôle parfait et des effets qui ne sont pas possibles dans l'optique classique. La deuxième exploite les joints en V plasmoniques, des guides d'ondes en forme de V qui présentent des propriétés optiques novatrices.

Les joints en V plasmoniques ont formé les nanocanaux, fabriqués avec une technologie rentable de lithographie par nanoimpression. Les joints en V ont permis l'étude des molécules biologiques, de les confiner et de provoquer des changements de conformation. Cela a permis de révéler des détails qu'il aurait été difficile d'observer autrement, tout en créant des effets optiques qui ont permis d'augmenter grandement la sensibilité de la détection.

Les chercheurs du projet DNA-DAR ont employé des cristaux photoniques pour suivre les petits changements de l'indice de réfraction (IR) liés à la molécule d'ADN lorsqu'elle traversait les nanocanaux. Deux grandes avancées techniques ont augmenté considérablement la sensibilité du cristal photonique: un film mince présentant un IR élevé et un film polymère gonflant permettant de détecter à la fois des gaz et de faibles concentrations de particules.

Même si l'objectif initial du projet DNA-DAR était de détecter des biomolécules pour la recherche fondamentale, les diagnostics, la médecine légale et d'autres applications, la nouvelle technologie de microlaboratoire optique sur puce qui a été mise au point peut trouver des applications dans de nombreux autres domaines. Citons notamment les réseaux optiques, l'éclairage intérieur et les afficheurs frontaux. Les résultats de cette initiative ont donné naissance à d'autres projets de recherche, promettant ainsi une évolution continue et l'application des concepts relevant du projet DNA-DAR.

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