Une équipe de recherche de l'Université Carnegie Mellon rapporte les résultats d'une plate-forme avancée basée sur les nanomatériaux.
Le biocapteur à base de nanomatériaux est capable de détecter des anticorps spécifiques contre le SRAS-CoV-2, le virus responsable de la pandémie Covid-19, en quelques secondes.
En plus des tests, le biocapteur aidera à quantifier avec précision la réponse immunologique des patients aux nouveaux vaccins.
Les résultats ont été publiés dans la revue Matériaux avancés dans un papier au titre éloquent : « Détection des anticorps Covid-19 en quelques secondes via des électrodes tridimensionnelles recouvertes d’oxyde de graphène réduit, nano-imprimées par jet d’aérosol ».
Comment fonctionne le biocapteur?
La plate-forme de test identifie la présence de deux des anticorps du virus, la protéine de pointe S1 et le domaine de liaison au récepteur (RBD), dans une très petite goutte (environ 5 microlitres) de sang.
Les concentrations d'anticorps peuvent être extrêmement faibles et dans tous les cas détectées en dessous d'un picomolaire (0,15 nanogramme par millilitre).
La détection se produit par une réaction électrochimique au sein d'un dispositif microfluidique portable qui envoie les résultats presque immédiatement à une interface simple sur un smartphone.
"Nous avons utilisé les dernières avancées en matière de matériaux et de fabrication, telles que l'impression 3D de nanoparticules, pour créer un dispositif capable de détecter rapidement les anticorps du Covid-19", explique-t-il. Raoul Panat, professeur agrégé de génie mécanique à Carnegie Mellon.
Biocapteur produit de manière innovante
Une technologie de fabrication additive appelée impression 3D par jet d'aérosol est responsable de l'efficacité et de la précision de la plate-forme de test. De petites électrodes bon marché sont imprimées à l'échelle nanométrique à l'aide de gouttelettes d'aérosol liées thermiquement entre elles.
Le processus aboutit à une surface rugueuse et inégale qui fournit une plus grande surface et une réaction électrochimique améliorée, pour rendre les anticorps plus facilement capturés.
Le test présente un taux d’erreur très faible car la réaction de liaison entre l’anticorps et l’antigène utilisé dans le dispositif est très sélective.
Un allié extraordinaire
Les résultats de cette étude arrivent à un moment crucial de cette pandémie. Un dispositif qui quantifie instantanément la réponse immunitaire est essentiel.
Le diagnostic rapide pour le traitement et la prévention des maladies transmissibles est un enjeu de santé publique qui dépasse la pandémie actuelle. Le biocapteur peut être utilisé pour la détection rapide de biomarqueurs d’autres agents infectieux tels qu’Ebola, VIH et Zika.
