Un transistor en plastique amplifie le signal biochimique

10.04.2023

Les molécules de notre corps communiquent constamment. Certaines de ces molécules fournissent une empreinte biochimique qui peut indiquer comment une plaie guérit, si un traitement contre le cancer fonctionne ou non, ou si un virus a envahi le corps. Si nous pouvions détecter ces signaux en temps réel avec une sensibilité élevée, nous pourrions reconnaître plus rapidement les problèmes de santé et surveiller la progression de la maladie.

Aujourd'hui, des chercheurs de la Northwestern University ont développé une nouvelle technologie qui facilite l'écoute des conversations internes de notre corps.

Bien que les signaux chimiques du corps soient incroyablement faibles, ce qui les rend difficiles à détecter et à analyser, les scientifiques ont développé une nouvelle méthode qui amplifie les signaux plus de 1000 XNUMX fois. Les transistors, la pierre angulaire de l'électronique, peuvent amplifier les signaux faibles pour fournir une sortie amplifiée. La nouvelle approche simplifie la détection de signal sans électronique complexe et encombrante.

En amplifiant les signaux biochimiques faibles, la nouvelle approche rapproche la médecine moderne du diagnostic sur site et de la surveillance en temps réel des maladies.

Bien qu'ils véhiculent des informations vitales riches en potentiel de diagnostic et de traitement, de nombreux capteurs chimiques fournissent des signaux faibles. En fait, les professionnels de la santé ne peuvent souvent pas déchiffrer ces signaux sans prélever un échantillon (sang, sueur, salive) et le faire passer dans un équipement de laboratoire de haute technologie. En règle générale, cet équipement est coûteux et peut même être situé hors site. Et cela peut prendre un temps insupportable pour obtenir des résultats. Cependant, l'équipe de Rivne s'efforce de ressentir et d'amplifier ces signaux cachés sans quitter le corps.

D'autres scientifiques ont exploré des capteurs électrochimiques pour le biocapteur en utilisant des aptamères, qui sont des brins simples d'ADN conçus pour se lier à des cibles spécifiques. Après avoir réussi à se lier à une cible intéressante, les aptamères agissent comme un interrupteur électronique, se repliant dans une nouvelle structure qui déclenche un signal électrochimique. Mais avec les aptamères seuls, les signaux sont souvent faibles et très sensibles au bruit et à la distorsion à moins d'être testés dans des conditions idéales et bien contrôlées.

Pour éviter ce problème, l'équipe de Rivnay a équipé un amplificateur basé sur un capteur traditionnel à base d'électrodes et a développé une nouvelle architecture de capteur à base de transistor électrochimique capable de détecter et d'amplifier un signal biochimique faible. Ce nouveau dispositif utilise une électrode pour détecter le signal, mais le transistor adjacent est là pour amplifier le signal. Les chercheurs ont également inclus une électrode de référence à couche mince intégrée pour rendre les signaux amplifiés plus stables et fiables.

Pour tester la nouvelle technologie, l'équipe de Rivnay s'est tournée vers une cytokine commune, un type de protéine de signalisation qui régule la réponse immunitaire et est impliquée dans la réparation et la régénération des tissus. En mesurant la concentration de certaines cytokines près de la plaie, les experts peuvent évaluer la rapidité avec laquelle la plaie guérit, s'il y a une nouvelle infection ou d'autres interventions médicales.

Dans une série d'expériences, Rovnay et son équipe ont pu améliorer le signal des cytokines de trois à quatre ordres de grandeur par rapport aux méthodes traditionnelles de détection d'aptamères à base d'électrodes. Bien que la technologie ait montré de bons résultats dans les expériences de signalisation des cytokines, elle devrait être capable d'amplifier les signaux de n'importe quelle molécule ou produit chimique, y compris les anticorps, les hormones ou les médicaments, où le circuit de détection utilise des reporters électrochimiques.

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Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

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