C’est le plus petit dispositif optique au monde capable de le faire ! L’analyse d’une molécule individuelle est désormais possible grâce au système ingénieux élaboré par les chercheurs de l’Institut Fresnel (CNRS, Université Aix-Marseille, Ecole Centrale Marseille), de l’ICFO (Institut de Ciencies Fotoniques, Mediterranean Technology Park, Espagne) et de l’ ICREA (Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avançats, Barcelone). Décrit dans la revue Nature Nanotechnology, le dispositif repose sur la fluorescence émise par une molécule. La lumière émise par les molécules composant une cellule vivante permet ainsi de l’observer de façon directe au microscope optique. Mais l’analyse d’une seule molécule se heurte à la difficulté de détecter une très faible quantité de lumière, avec un bruit de fond important à cause des molécules voisines.
L’Antenna-in-box consiste en une antenne constituée de deux hémisphères en or de 80 nm de diamètre espacés de 12 nm. C’est dans cet espace que le dispositif permet de concentrer la lumière. « Lorsqu’une molécule vient se positionner entre ces deux hémisphères, l’intensité de la fluorescence qu’elle émet est décuplée et rend possible son observation optique » explique Jérôme Wenger, de l’Institut Fresnel et co-auteur des travaux.
Mais comment analyser le signal émis par la molécule étudiée sans qu’il soit parasité par la fluorescence des molécules présentes alentour ? Les scientifiques ont trouvé la parade en emprisonnant l’antenne optique à l’intérieur d’une nanoboite, d’où le nom de antenna-in-box. Et ça marche, la boite faisant obstacle à la fluorescence des molécules voisines. Comme le révèle Jérôme, cette box a été testée pour différentes tailles de biomolécules comme des brins d’ADN par exemple. Concernant les plus petites particules, la nanoboite a permis d’améliorer la luminosité de la fluorescence d’un facteur supérieur à 1 000 sur des volumes de détection de l’ordre du zeptolitre (10-21 L).
L’antenna-in-box peut donc être utilisée pour la détection ultra-sensible, comme par exemple le diagnostic précoce de biocapteurs de marqueurs de maladies. Elle pourrait aussi servir de nanosource optique pour visualiser l’interaction de biomolécules entre elles. C’est d’ailleurs l’objectif que s’est fixée l’équipe de Jérôme Wenger qui souhaite réussir en déposant une membrane cellulaire sur une antenna-in-box.
Par Audrey Loubens, journaliste scientifique
Et aussi dans les
ressources documentaires :
Cet article se trouve dans le dossier :
Global Industrie 2024 : rencontres autour de l'innovation et de la relocalisation
- Sébastien Gillet : « Être fier de l'industrie française et le mettre en avant »
- Le secteur de la plasturgie est en pleine transition vers la circularité : l’exemple de DEMGY
- MORFOSE : le premier cobot modulaire industriel made in France
- Rudy Cohen : « Nous apportons plus de flexibilité aux robots en leur apportant la vision et un cerveau.»
- Global Industrie 2024 : le verre borosilicaté, taillé aux exigences de l’industrie de pointe
- Global Industrie 2024 : l'aluminium extrudé, profilé pour l'industrie du bâtiment
- Global Industrie : n'attendez plus, sécurisez dès maintenant votre entrée !
- Création de MECALLIANS : la FIM, le CETIM et l’UNM unissent leurs forces pour faire rayonner l’industrie mécanique française
- Le premier textile du marché capable de capter et détruire les polluants organiques de l’air
- « Keyprod est un bon exemple de réindustrialisation »
- Néolithe ouvre une troisième voie de traitement des déchets non recyclables
- Global Industrie 2023 : une édition sous le signe de la réindustrialisation