Technologie de laboratoire sur puce «Tornado» avec micro-pinces pour détecter les virus dangereux et les contaminants biologiques

Anonim

Les chercheurs de l'Université Purdue ont mis au point une nouvelle classe de nanotweezers optiques capables de piéger et de détecter plus rapidement les biomolécules, les virus et l'ADN. La technologie peut également utiliser la lumière pour détecter rapidement un cancer ou améliorer la production de médicaments, un pas en avant important puisque près de la moitié des Américains ont utilisé au moins un médicament sur ordonnance au cours du dernier mois.

Les chercheurs ont mis au point un métafilm plasmonique nanostructuré en perforant des trous nanométriques dans un film d'or. Ensuite, le métafilm agit comme une pince pour capturer et piéger de minuscules particules en concentrant la lumière sur des points spécifiques du film et en chauffant ces points et en créant des gradients thermiques locaux dans le liquide ambiant. Cela produit un petit effet de type tornade.

"Tout cela se traduit par un laboratoire compact révolutionnaire sur puce - une approche innovante pour détecter et diagnostiquer une tumeur ou une maladie virale", a déclaré Alexander Kildishev, professeur associé à la faculté de génie électrique et informatique de Purdue. aidé à diriger l'équipe de recherche.

Les métafilms plasmoniques Purdue utilisent une combinaison de champs thermiques et électriques pour créer des écoulements hydrodynamiques qui entraînent le transport rapide des particules en suspension, les amenant à la surface du film métallique pour un piégeage et une détection faciles.

Un autre avantage du nouveau système est la capacité accrue de trier ces minuscules particules et de détecter collectivement les motifs triés, tels que les contaminants médicamenteux ou les impuretés dans l'eau. La technologie a des applications potentielles pour les produits pharmaceutiques, la détection des risques biologiques et les tests de qualité de l'eau.

"À notre connaissance, nos nanotweezers plasmoniques sont plus robustes dans le piégeage et la détection de molécules que les systèmes de laboratoire sur puce comparables", a déclaré Kildishev. «Notre système offre également une meilleure sensibilité et consomme moins de puissance laser. Nous avons créé une plate-forme de laboratoire sur puce autonome qui nous permet de piéger et de détecter les particules dangereuses telles que les drogues et l’eau et de les éliminer des liquides. "

"Notre système est très flexible pour contrôler et offre un large éventail de fonctionnalités", a déclaré Kildishev. "Nous utilisons des sources lumineuses multifonctionnelles et peu coûteuses pour surpasser les alternatives plus coûteuses."

Les nanotweezers de Purdue pourraient également être utilisés avec ces sources lumineuses à large bande peu coûteuses pour combiner des nanoparticules de métaux nobles et de diélectriques, qui pourraient avoir des applications pour l'impression couleur durable, sans décoloration.

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