Une invention de l’EPFL permet de réduire le coût des biopuces électroniques configurables, servant à mesurer la présence de substances dans le sang – glucose, médicaments ou drogues – et à détecter les biomolécules ou signaux des cellules.
Des analyses jugées trop coûteuses actuellement pourraient ainsi devenir possibles et faire avancer certains domaines de recherche.
Très répandues depuis une vingtaine d’années dans les milieux médicaux, les biopuces sont utilisées pour le diagnostic de maladies génétiques, la détection de marqueurs de tumeurs ou la mesure de substances dans le sang, telles que glucose, médicaments ou drogues. Les chercheurs du Laboratoire d’électronique pour des sciences du vivant de l’EPFL (CLSE) ont entièrement repensé la manière de concevoir ces biopuces à semiconducteur. En les rendant réutilisables plusieurs fois, ils ont ainsi réussi à diviser par dix leur coût, qui va de 400 à 1000 francs la pièce. Une invention qui a récemment fait l’objet d’un article et d’une interview dans le journal Electronics Letters.
«Le progrès que nous proposons pourrait sérieusement booster la recherche dans certains domaines, s’enthousiasme Carlotta Guiducci, qui dirige le CLSE. De nombreux projets, visant par exemple de nouvelles manières d’analyser certaines molécules, deviennent ainsi possibles, alors qu’ils sont difficiles à poursuivre aujourd’hui, car l’expérimentation sur biopuces CMOS est tout simplement trop cher.»
Les risques de contacts, au sein même de la biopuce, entre les échantillons contenants la matière à tester – ADN, molécules, neurones ou cellules – et la partie électronique obligeaient jusque là les utilisateurs à jeter ces systèmes après une seule utilisation. «Ce matériel n’est pas compatible avec l’environnement liquide qui pourrait facilement l’endommager ou même fausser les résultats de l’analyse, relève Yuksel Temiz, assistant au CLSE. Ce point faible en limitait l’usage et la commercialisation à plus large échelle».
Au moins dix usages
Pour résoudre ce problème, les chercheurs à l’EPFL ont étudié le moyen de séparer liquides à analyser et circuits électroniques. Au sein des salles blanches du Centre de Micronanotechnologie (CMi), ils ont développé un processus pour fabriquer une pièce, qui se met par-dessus la partie électronique comme une sorte de capuchon. L’échantillon de matière biologique, placé au sommet, n’entre ainsi jamais en contact avec les circuits. Seules ses impulsions électriques lui sont transmises par un subtil maillage d’électrodes traversant la couche de silicium composant ce capuchon.
Une fois l’analyse terminée, le capuchon est jeté. Facile à fabriquer en quantité en salle blanche, façonnable selon les besoins de chaque laboratoire, il est peu coûteux: 2 frs pièce! Mieux protégés, les circuits peuvent donc être utilisés plusieurs fois – les chercheurs espèrent pouvoir aller jusqu’à au moins dix usages au lieu d’un – et permettre ainsi une mesure continue pour des périodes d’analyse plus longues et plus complètes.
merci pour ces réductions d’énergie potentielle. la production d’électricité c’est bien, la réduction de consommation c’est aussi bien!