Des chercheurs de l'Imperial College London ont amélioré un capteur électronique que l'on peut utiliser pour la détection rapide de maladies infectieuses comme la COVID-19. Ce capteur, appelé transistor à effet de champ sensible aux ions (ISFET), peut s'intégrer à l'électronique. L'objectif étant de créer un test de dépistage des maladies infectieuses qui pourrait rivaliser avec la fiabilité des tests PCR. Il pourrait également être aussi rapide que les tests de flux latéral. En même temps, il peut permettre un test de santé à domicile en 30 minutes pour les maladies infectieuses.
L'étalon-or actuel du test COVID-19, le test PCR, doit être envoyé dans des laboratoires pour être traité. Les alternatives rapides à domicile, les tests de flux latéraux, fournissent des résultats rapides, mais avec une précision moindre.
Du graphène pour une meilleure détection rapide de maladies infectieuses
Les ISFET fonctionnent en détectant la variation du pH (acidité) des liquides. Ils peuvent être intégrés à la technologie des « laboratoires sur puce » pour traiter les résultats sur la puce elle-même très rapidement. Cependant, les liquides avec lesquels ils entrent en contact peuvent altérer leur surface de détection. Ce qui provoque notamment une « dérive ». Une dérive, c'est une modification incontrôlable, continue et lente du signal de sortie sans changement de l'acidité du liquide.
Les chercheurs de l'Impériale ont ajouté une feuille de graphène au capteur. Ils ont ainsi constaté qu'elle réduisait sa dérive de 50 %. Une couche unique d'atomes de carbone plus de 200 000 fois plus fine qu'un cheveu humain, mais 200 fois plus résistante que l'acier. Leur nouvelle approche combat l'instabilité chimique du capteur à son origine — la surface de détection. Cette approche, associée à d'autres améliorations, pourrait être la clé pour résoudre le problème de la dérive de l'ISFET. Ce qui permettrait de créer une nouvelle génération de capteurs à surface modifiée pour les applications de laboratoire sur puce. Des applications comme le dépistage des maladies à domicile, par exemple.
L'auteur principal de l'article correspondant, le Dr Christoforos Panteli, du département d'ingénierie électrique et électronique de l'Impériale, a déclaré : « Le besoin de systèmes de laboratoire sur puce fiables et rapides est très élevé. Notre innovation signifie que les ISFET modifiés en surface pourraient constituer une nouvelle, et peut-être meilleure, voie pour les systèmes de détection chimique de laboratoire sur puce de haute performance contre les maladies infectieuses. »
Détection électronique
Les ISFET peuvent être utilisés pour détecter les maladies infectieuses en détectant les changements de pH dans les fluides corporels. Des changements causés par des ARN viraux tels que le SRAS, le CoV2 et le virus Zika. Ainsi que pour surveiller les niveaux de glucose chez les patients diabétiques.
Au cours de la fabrication, le processus utilisé pour produire la puce électronique de l'ISFET dépose à sa surface un matériau sensible au pH du liquide testé. Cette couche supérieure sensible est modifiée lorsqu'elle est en contact avec le liquide. Ce qui provoque la dérive chimique en temps réel constatée sur le capteur.
Les chercheurs ont prouvé que la modification de la surface est un moyen efficace d'améliorer les performances du capteur. Il ne nécessite d'ailleurs plus besoin de circuits supplémentaires.
Le graphène améliore les performances de 50 %. Toutefois, les chercheurs affirment que leur méthode d'amélioration peut être développée davantage. Le but étant effectivement de remédier à tous les inconvénients du capteur. La prochaine étape consistera à améliorer la qualité du processus de transfert du graphène sur la surface du capteur. Pour cela, il faudra discuter avec l'industrie des méthodes de dépôt qui permettent de maintenir des coûts faibles à grande échelle et développer ces méthodes en laboratoire.
- Partager l'article :
