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Détection électronique de l’ADN sur un réseau de transistors

Industrie et Technologies
Une équipe du laboratoire Pierre Aigrain, vient de démontrer qu’il était possible de réaliser une détection purement électronique de l’ADN, grâce à des réseaux de transistors en silicium.

Des chercheurs français du laboratoire Pierre Aigrain (Ecole Normale Supérieure - CNRS - Universités Paris 6 et 7) viennent de publier dans la revue Applied Physics Letters datée du 1er mars 2004 leurs travaux sur la détection électronique de l’ADN sur un réseau de transistors.

Ils ont ainsi réalisé un test de détection de l’une des mutations pathogènes les plus fréquentes du génome humain.

Le principe de détection de molécules chargées par un transistor à effet de champ (FET) est connu depuis une trentaine d’années. Jusqu’à présent, la détection de biomolécules était étudiée avec un FET unique. La mesure différentielle introduite dans ce travail utilise un réseau de FET (une centaine de transistors ayant chacun quelques micromètres de surface active), ce qui permet d’améliorer sensiblement les performances de détection.

Les chercheurs ont travaillé en collaboration avec l’institut Max Planck de biochimie de Martinsried en Allemagne (équipe de P. Fromherz) pour préparer des réseaux de FET, utilisant une technologie standard de microélectronique du silicium. Des échantillons contenant des biomolécules sont déposés sur ces réseaux de FET.

Il s’agit ensuite de mesurer la caractéristique électronique de chaque transistor du réseau : quand ils sont en contact avec les biomolécules, cette caractéristique se trouve décalée en fonction de la charge de la biomolécule : une molécule chargée positivement induit un décalage positif, une molécule chargée négativement, induit un décalage négatif. Dans certaines conditions, l’ADN, chargé négativement en milieu aqueux, induit ainsi un décalage négatif.

En partenariat avec des biologistes de l’institut Pasteur (équipe de C. Petit), ces chercheurs ont appliqué cette mesure électronique à la détection d’une mutation du chromosome 13. Cette mutation, reliée à la surdité héréditaire de l’enfant, est l’une des plus fréquentes mutations pathogènes du génome humain. Une réaction d’amplification enzymologique spécifique donne un produit de réaction uniquement en présence de la mutation génomique. Ce produit est ensuite détecté par le réseau de FET.

Le principe de la détection électronique par réseau de FET pourrait s’appliquer à plusieurs domaines : détection de biomolécules sans marquage, miniaturisation à l’échelle du micromètre, analyse d’un très grand nombre d’échantillons en parallèle, création de dispositifs de type « laboratoire sur puce ».

Michel Le Toullec

Pour en savoir plus
- Laboratoire Pierre Aigrain : www.lpa.ens.fr
- CNRS : www.cnrs-dir.fr

 


 

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