Les biocapteurs utilisant des transistors à effet de champ sont très prometteurs

La demande de biocapteurs électroniques sensibles et sélectifs - des dispositifs analytiques qui surveillent une cible d'intérêt en temps réel - est en croissance pour un large éventail d'applications. Ils sont idéaux pour les soins de santé en milieu clinique, la découverte de médicaments, le contrôle de la sécurité et de la qualité des aliments et la surveillance de l'environnement.

Les biocapteurs électroniques sont attrayants en raison de leur simplicité, de leur temps d'analyse court, de leur faible coût de fabrication, d'une préparation minimale d'échantillons et du potentiel d'utilisation sur le terrain par du personnel non formé.

Des chercheurs de l'Université libre de Bozen-Bolzano et de l'ETH Zurich ont passé en revue les avancées scientifiques des biocapteurs à transistors à effet de champ à nanotubes de carbone à déclenchement par électrolyte (EG-CNTFET). Ces appareils se caractérisent par des propriétés électroniques supérieures et une amplification intrinsèque du signal, et sont capables de détecter une large gamme de biomolécules avec une sensibilité élevée.

L'un des principaux composants d'un biocapteur est son élément de bioreconnaissance - tel que des enzymes, des anticorps, des aptamères ou des membranes sélectives d'ions - qui reconnaît sélectivement l'analyte (une substance dont les produits chimiques sont mesurés et identifiés) d'intérêt. Les dispositifs de biotransduction convertissent l'interaction entre l'élément de bioreconnaissance et l'analyte en un signal électrique mesurable.

"Les biocapteurs utilisant (des transistors à effet de champ) comme éléments de biotransduction sont l'un des dispositifs les plus prometteurs pour les applications de biodétection, car ils ont déjà démontré des sensibilités élevées envers plusieurs analytes jusqu'à une concentration picomolaire", a déclaré Mattia Petrelli, de l'Université libre de Bozen-Bolzano. . "Parmi tous les matériaux possibles pouvant être utilisés pour les biocapteurs à base de FET, les nanotubes de carbone semi-conducteurs sont intéressants, car ils ont des propriétés électriques et chimiques favorables."

En organisant ces biocapteurs avec différents éléments de bioreconnaissance, "il est possible d'obtenir une détection sélective de différents analytes, tels que des biomolécules, des biomarqueurs du cancer, des bactéries et des ions pour n'en nommer que quelques-uns", a déclaré Petrelli. "Malgré les rapports qui démontrent la traduction potentielle de ces biocapteurs dans des applications réelles, des défis doivent être surmontés avant qu'ils ne soient disponibles dans le commerce."

Les biocapteurs basés sur l'EG-CNTFET sont actuellement capables de détecter un seul analyte à la fois. Différentes interfaces au sein de milieux complexes, tels que le sang, la sueur ou la salive, rendent également difficile la détection de signaux spécifiques.

"Cela limite l'applicabilité de ces biocapteurs pour des applications réelles", a déclaré Petrelli. « La sélectivité de l'appareil doit être soigneusement évaluée par rapport à tous les agents interférents possibles, en particulier dans les environnements de détection complexes. Une fois ces défis relevés, nous pouvons envisager la mise en œuvre de ces biocapteurs pour diverses applications dans un avenir proche. »