Détecter et manipuler une molécule d'ADN simple
La détection des changements dans la transmission de la lumière est à la base de nombreux outils optiques, depuis le microscope optique le plus simple jusqu'aux dispositifs nano-optiques les plus complexes. Des scientifiques sont en bonne voie de mettre au point un laboratoire sur puce exploitant les modifications de la transmission induites par la présence d'une seule molécule d'ADN. Financé par l'UE, le projet PLASBIORES (Plasmonic Biosensors based on nanometric optical Resonators integrated with point-light-sources for label free detection of DNA) a mis au point des dispositifs basés sur des processus de tranches (gaufrettes). La recherche a entraîné la production d'un nano-canal équipé d'une nano-antenne plasmonique fixé sur un circuit microfluidique pour une méthode révolutionnaire de détection. Les chercheurs ont utilisé la lithographie d'impression directe pour construire des canaux nanofluidiques multifonctionnels et pluridimensionnels en une seule étape, en l'espace de quelques minutes et sans alignement. Ils ont également développé la technologie pour intégrer les éléments plasmoniques, notamment les nano-antennes plasmoniques composées de nanotriangles d'or. Les nano-antennes plasmoniques se sont parfaitement alignées à l'aide de nanocanaux et quatre trous ont été percés aux extrémités des microcanaux pour permettre au liquide d'y accéder. Le dispositif en polymère sera ensuite collé à une lamelle de verre pour être caractérisé. Les nano-antennes plasmoniques, qui attirent actuellement un intérêt remarquable, fonctionnent comme les antennes radios mais à des fréquences plus élevées. Lorsque la lumière interagit avec des nanoparticules de métal (ici de l'or), elle entraîne l'oscillation collective des électrons de conduction. À leur tour, ils peuvent créer des effets utiles, dont la formation de points chauds haute intensité à la surface de la nanoparticule afin de détecter les molécules d'ADN uniques. Les chercheurs ont testé séparément les nano-canaux et les nano-antennes. Les nano-antennes ont fourni une amélioration exceptionnelle du signal comparé à une surface d'or non-structurée. Les molécules d'ADN uniques ont pu être intégrées en des nano-canaux et étendues via électrophorèse à une longueur de 89 % des prévisions. Il s'agit d'un des facteurs d'étirement les plus importants dans les archives des molécules simples dans les nanocanaux. Les résultats de PLASBIORES étaient très prometteurs et cet appareil portable unique profitera grandement à la médecine, notamment aux applications de points de santé. En outre, il améliorera la surveillance de l'environnement et sera utile dans bien d'autres secteurs qui s'intéressent aux molécules biologiques.
