Wang et ses collègues ont exploré des capteurs capables de détecter les bactéries et les virus dans l'air. De retour en janvier
Dans la plupart des laboratoires de détection de viruspour les infections respiratoires, une méthode moléculaire est utilisée, appelée réaction de polymérisation en chaîne par transcription inverse, également connue sous le nom de RT-PCR. Il s'agit d'une méthode bien connue qui peut détecter même une petite quantité de virus, mais elle est tout à fait erronée. Par exemple, il est prouvé que 30% des tests russes sont incorrects.
Jing Wang et son équipe ont développé une alternativeméthode d'essai sous la forme d'un biocapteur optique. Le capteur combine deux effets différents pour une détection de virus sûre et fiable: optique et thermique. Il est constitué de minuscules structures d'or, les soi-disant nanoislands d'or, et est situé sur un substrat en verre. Des récepteurs d'ADN obtenus artificiellement qui correspondent à des séquences d'ARN spécifiques du SRAS-CoV-2 sont greffés sur des nanoislands. Ainsi, les récepteurs sur le capteur sont des séquences complémentaires de séquences d'ARN de virus uniques qui peuvent identifier de manière fiable le virus.
Technologie que les chercheurs utilisent pourLa détection, appelée LSPR, est l'abréviation de résonance plasmonique de surface localisée, un phénomène optique qui se produit dans les nanostructures métalliques. Lorsqu'ils sont excités, ils modulent la lumière incidente dans une certaine gamme de longueurs d'onde et créent un plasmon en champ proche autour de la nanostructure. Lorsque les molécules se lient à la surface, l'indice de réfraction local dans le champ proche du plasmon excité change. Un capteur optique situé à l'arrière du capteur peut être utilisé pour mesurer ce changement et déterminer si l'échantillon contient les brins d'ARN en question.
Certes, il est important que seules ces chaînes soient capturéesARN qui correspondent exactement au récepteur d'ADN sur le capteur. Ici, le deuxième effet entre en jeu: l'effet photothermique plasmon. Si la même nanostructure du capteur est excitée par un laser d'une certaine longueur d'onde, elle produit de la chaleur localisée.
Et en quoi cela contribue-t-il à la fiabilité? Le génome du virus se compose d'un seul brin d'ARN. Si cette chaîne trouve son analogue supplémentaire, et qu'elles se rejoignent pour former une double chaîne, un processus appelé hybridation se produit. Un analogue, c'est quand un double brin se divise en brins séparés, un tel processus est appelé fusion ou dénaturation. Cela se produit à un point de fusion spécifique. Cependant, si la température ambiante est bien inférieure au point de fusion, des fils qui ne se complètent pas peuvent également être joints. Cela peut conduire à de faux résultats de test. Si la température ambiante n'est que légèrement inférieure à la température de fusion, seuls des fils supplémentaires peuvent être fixés. Et ce n'est que le résultat de l'augmentation de la température ambiante causée par l'effet photothermique du plasmon.
« Des tests ont montré que le capteur peut clairementdistinguer les séquences d’ARN très similaires de deux virus. Et les résultats sont prêts en quelques minutes. Certes, cela nécessite encore du développement. Mais une fois le capteur prêt, ce principe pourra être appliqué à d’autres virus et contribuer à détecter et arrêter les épidémies à un stade précoce. »
Jing Wang, inventeur
Pour démontrer la fiabilité du nouveaule capteur détecte le virus COVID-19 actuel, les chercheurs l'ont testé avec un virus très proche: SARS-CoV. Il s'agit d'un virus qui a éclaté en 2003 et a provoqué une pandémie de SRAS. Deux virus - SARS-CoV et SARS-CoV2 - diffèrent légèrement dans leur ARN. Et le contrôle a réussi.