Une plateforme de biodétection portable et jetable
La plupart des dispositifs de biodétection actuellement utilisés se présentent sous la forme d'essais d'immunologie à flux latéral ou de systèmes quantitatifs basés en laboratoire. Pour combiner ce qu'il y a de mieux dans les deux types de systèmes, le projet E-GNOSIS (e-Gnosis: a novel platform technology for quantitative mobile diagnostics) a cherché à développer une puce de biodétection jetable qui est à la fois facile d'utilisation tout en présentant une grande sensibilité et de grandes capacités de multiplexage. Les chercheurs ont conçu et fabriqué des essais électrochimiques basés sur des puces connectés à des dispositifs de lecture, qu'ils ont ensuite testés. Ces puces étaient composées de porte-électrodes à disque/anneau en or et platine avec des diamètres de l'ordre du micron et des distances entre électrodes à l'échelle nanométrique. Pour réaliser la biofonctionnalisation des puces, l'équipe a sélectionné un ensemble de kits cible/sonde disponibles dans le commerce. La délamination au cours du cycle électrochimique dans les liquides a initialement entraîné la défaillance des puces, ce qui représentait un obstacle majeur à la réussite de la création de puces E-GNOSIS. L'équipe a développé un protocole qui fonctionne et réussi à améliorer la stabilité et la durée de vie des puces dans les liquides. Cependant, un équipement essentiel pour la fabrication des puces sur le site n'a pas fonctionné et il n'a pas été possible de produire suffisamment de puces pour terminer l'optimisation et les tests avec des anticorps. L'emballage des puces est un autre aspect essentiel qui a fait l'objet d'études approfondies. Les chercheurs ont testé l'utilité de différentes approches, comme la liaison «flip-chip», le câblage filaire et la conception et la fabrication d'un support de puce personnalisé. Une puce de détection de gaz disponible dans le commerce (LMP91000) et une carte processeur Raspberry Pi ont été utilisées pour construire, programmer et tester un potentiostat à bas coût avec des puces électrochimiques pour montrer le potentiel de la technologie pour une utilisation dans des applications de diagnostics Point-of-Care peu coûteuses. Les puces et le potentiostat E-GNOSIS peuvent déjà être utilisés comme capteurs électrochimiques dans la recherche et l'enseignement. Les performances des porte-électrodes à anneau-disque encastrés se sont avérées supérieures à celles d'une variété d'autres configurations d'électrodes. De plus, le potentiostat est beaucoup moins cher que les systèmes actuellement disponibles dans le commerce. Pour réussir la commercialisation de ses instruments électrochimiques portables, le projet E-GNOSIS doit travailler sur la construction d'un essai immunologique médicalement pertinent. Outre la biomédecine, des applications sont envisageables dans le domaine de la surveillance environnementale, des tests de batterie et de l'éducation aux sciences.
Mots‑clés
Biodétection, puces, E-GNOSIS, essai électrochimique, biofonctionnalisation
