{"id":10169,"date":"2020-04-21T09:31:39","date_gmt":"2020-04-21T07:31:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=3016"},"modified":"2022-02-09T11:06:49","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:49","slug":"empa-und-eth-zuerich-entwickeln-sensor-fuer-den-nachweis-des-covid-19-virus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/fr\/sustainability\/2020-04-21\/empa-und-eth-zuerich-entwickeln-sensor-fuer-den-nachweis-des-covid-19-virus\/","title":{"rendered":"L'Empa et l'ETH Zurich d\u00e9veloppent un capteur pour la d\u00e9tection du virus COVID-19"},"content":{"rendered":"
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La concentration de Covid-19 pourrait \u00eatre d\u00e9tect\u00e9e par le biocapteur nouvellement d\u00e9velopp\u00e9 en Suisse, en particulier dans les n\u0153uds routiers. (Image : Unsplash)<\/figcaption><\/figure>\n

Habituellement, Jing Wang et son \u00e9quipe de l'Empa et de l'ETH Zurich m\u00e8nent des recherches pour mesurer, analyser et r\u00e9duire les polluants atmosph\u00e9riques tels que les a\u00e9rosols et les nanoparticules artificielles. Mais le d\u00e9fi actuel auquel le monde entier est actuellement confront\u00e9 modifie \u00e9galement les objectifs et les strat\u00e9gies dans les laboratoires de recherche. Le nouveau point de mire : un capteur capable de d\u00e9tecter rapidement et de mani\u00e8re fiable le SRAS-CoV-2 - le nouveau coronavirus.<\/p>\n

L'id\u00e9e n'est toutefois pas si \u00e9loign\u00e9e des travaux de recherche men\u00e9s jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent par le groupe : avant m\u00eame que le virus COVID-19 ne commence \u00e0 se propager, d'abord en Chine puis dans le monde entier, Wang et ses collaborateurs ont men\u00e9 des recherches sur des capteurs capables de d\u00e9tecter les bact\u00e9ries et les virus dans l'air. D\u00e8s le mois de janvier, l'id\u00e9e a donc m\u00fbri d'utiliser ces bases - et de d\u00e9velopper le capteur de mani\u00e8re \u00e0 ce qu'il identifie de mani\u00e8re fiable un virus sp\u00e9cifique. Le capteur ne doit pas n\u00e9cessairement remplacer les tests de laboratoire \u00e9tablis, mais il pourrait \u00eatre utilis\u00e9 comme m\u00e9thode alternative pour le diagnostic clinique. Et notamment pour mesurer en temps r\u00e9el la concentration de virus dans l'air, par exemple dans des lieux tr\u00e8s fr\u00e9quent\u00e9s comme les gares ou les h\u00f4pitaux.<\/p>\n

Des tests rapides et fiables pour le COVID-19 sont n\u00e9cessaires de toute urgence afin de ma\u00eetriser la pand\u00e9mie le plus rapidement possible. La plupart des laboratoires utilisent une m\u00e9thode mol\u00e9culaire appel\u00e9e \"Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction\", ou RT-PCR, pour d\u00e9tecter les virus dans les infections respiratoires. Cette m\u00e9thode est bien \u00e9tablie et permet de d\u00e9tecter des quantit\u00e9s infimes de virus - mais en m\u00eame temps, les tests prennent souvent beaucoup de temps.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Un capteur optique pour les \u00e9chantillons d'ARN<\/h5>\n
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Le capteur utilise un effet optique et un effet thermique pour d\u00e9tecter le virus COVID-19 de mani\u00e8re s\u00fbre et fiable.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Jing Wang et son \u00e9quipe ont d\u00e9velopp\u00e9 une m\u00e9thode de test alternative, sous la forme d'un biocapteur optique. Le capteur combine ainsi deux effets diff\u00e9rents pour d\u00e9tecter le virus de mani\u00e8re s\u00fbre et fiable : un effet optique et un effet thermique.<\/p>\n

Le capteur est bas\u00e9 sur de minuscules structures en or, appel\u00e9es nano\u00eelots d'or, sur un substrat de verre. Des s\u00e9quences d'ADN fabriqu\u00e9es artificiellement et correspondant \u00e0 certaines s\u00e9quences d'ARN du virus du SRAS-CoV-2 sont appliqu\u00e9es sur les nano\u00eelots. Le nouveau coronavirus est ce qu'on appelle un virus \u00e0 ARN : son g\u00e9nome n'est pas constitu\u00e9 de doubles brins d'ADN comme chez les humains, les animaux et les plantes, mais d'un seul brin d'ARN. Les r\u00e9cepteurs d'ADN artificiels sur le capteur sont donc les s\u00e9quences compl\u00e9mentaires des s\u00e9quences g\u00e9nomiques d'ARN uniques du virus, qui permettent de l'identifier sans \u00e9quivoque.<\/p>\n

La technologie utilis\u00e9e par les chercheurs pour la d\u00e9tection de virus s'appelle LSPR (\"localized surface plasmon resonance\"). Il s'agit d'un ph\u00e9nom\u00e8ne optique qui se produit dans les nanostructures m\u00e9talliques : celles-ci, lorsqu'elles sont excit\u00e9es, modulent la lumi\u00e8re incidente dans une certaine gamme de longueurs d'onde et g\u00e9n\u00e8rent ce que l'on appelle un champ plasmonique proche autour de la nanostructure. Lorsque des mol\u00e9cules se fixent \u00e0 la surface, l'indice de r\u00e9fraction optique change pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 cet endroit dans ce champ plasmonique proche. Un capteur optique situ\u00e9 \u00e0 l'arri\u00e8re du capteur permet de mesurer ce ph\u00e9nom\u00e8ne et de d\u00e9terminer ainsi si les brins d'ARN recherch\u00e9s se trouvent dans l'\u00e9chantillon.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La chaleur augmente la fiabilit\u00e9<\/h5>\n
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Mais il est bien s\u00fbr essentiel que seuls les brins d'ARN qui correspondent exactement au r\u00e9cepteur d'ADN sur le capteur soient captur\u00e9s. C'est l\u00e0 qu'intervient un deuxi\u00e8me effet : l'effet photothermique plasmonique (PPT). Si la m\u00eame nanostructure sur le capteur est excit\u00e9e par un laser d'une certaine longueur d'onde, elle produit de la chaleur.<\/p>\n

Et comment cela aide-t-il \u00e0 la fiabilit\u00e9 ? Comme nous l'avons d\u00e9j\u00e0 mentionn\u00e9, le patrimoine g\u00e9n\u00e9tique du virus est constitu\u00e9 d'un seul brin d'ARN. Si ce brin trouve sa contrepartie compl\u00e9mentaire, les deux se lient pour former un double brin - un processus appel\u00e9 hybridation. L'inverse - lorsqu'un double brin se divise en simples brins - s'appelle la fusion ou la d\u00e9naturation. Cela se produit \u00e0 une certaine temp\u00e9rature, la temp\u00e9rature de fusion. Mais si la temp\u00e9rature ambiante est beaucoup plus basse que la temp\u00e9rature de fusion, des brins qui ne sont pas compl\u00e9mentaires \u00e0 100% peuvent \u00e9galement se lier. Cela peut conduire \u00e0 des r\u00e9sultats de test erron\u00e9s. En revanche, si la temp\u00e9rature ambiante n'est que l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieure \u00e0 la temp\u00e9rature de fusion, seuls les brins compl\u00e9mentaires peuvent s'assembler. Et c'est pr\u00e9cis\u00e9ment le r\u00e9sultat de l'augmentation de la temp\u00e9rature ambiante caus\u00e9e par l'effet PPT.<\/p>\n

Afin de d\u00e9montrer la fiabilit\u00e9 du nouveau capteur pour d\u00e9tecter le virus COVID-19 actuel, les chercheurs l'ont test\u00e9 avec un virus tr\u00e8s proche : le SARS-CoV. Il s'agit du virus qui a d\u00e9clench\u00e9 la pand\u00e9mie de SRAS en 2003. Les deux virus - SARS-CoV et SARS-CoV2 - ne se distinguent que tr\u00e8s peu au niveau de leur ARN, une distinction claire est donc extr\u00eamement difficile. Mais l'exp\u00e9rience a r\u00e9ussi : \"Nos tests ont montr\u00e9 que le capteur peut clairement faire la diff\u00e9rence entre les s\u00e9quences d'ARN tr\u00e8s similaires des deux virus\", explique Jing Wang.<\/p>\n

Pour l'instant, le capteur n'est certes pas encore pr\u00eat \u00e0 mesurer la concentration de coronavirus dans l'air, par exemple dans la gare centrale de Zurich. Pour cela, plusieurs \u00e9tapes sont encore n\u00e9cessaires - par exemple un syst\u00e8me qui aspire l'air, y concentre les a\u00e9rosols et isole l'ARN des virus. \"Cela n\u00e9cessite encore du travail de d\u00e9veloppement\", explique Wang. Mais une fois que le capteur sera au point, le principe pourrait \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 d'autres virus - et contribuer \u00e0 ce que de futures \u00e9pid\u00e9mies puissent \u00eatre d\u00e9tect\u00e9es \u00e0 temps et peut-\u00eatre m\u00eame stopp\u00e9es. (Source : Empa<\/a>)<\/p>\n<\/div>\n

Litt\u00e9rature :<\/div>\n
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G Qiu, Z Gai, Y Tao, J Schmitt, G A Kullak-Ublick, J Wang;\u00a0<\/strong><\/span>Biocapteurs plasmoniques photothermiques \u00e0 double fonction pour la d\u00e9tection hautement pr\u00e9cise du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu s\u00e9v\u00e8re ; ACS Nano 2020,\u00a0<\/span>doi.org\/10.1021\/acsnano.0c02439<\/a><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Gew\u00f6hnlich forscht Jing Wang an der Empa und an der ETH Z\u00fcrich mit seinem Team daran, Luftschadstoffe wie Aerosole und k\u00fcnstlich hergestellte Nanopartikel zu messen, zu analysieren und zu vermindern. Doch die aktuelle Herausforderung, vor denen zurzeit die ganze Welt steht, \u00e4ndert auch die Ziele und Strategien in den Forschungslabors. Der neue Fokus: ein Sensor, […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":3017,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_yoast_wpseo_focuskw":"Empa","_yoast_wpseo_metadesc":"Einem Team von Forschern der Empa, der ETH und des Universit\u00e4tsspitals Z\u00fcrich ist es gelungen, einen Sensor zum Nachweis des Coronavirus zu entwickeln.","articlekey":"","footnotes":""},"categories":[580],"tags":[765,847,946,953,218,2039,424,2111,2169,2351,2476],"class_list":["post-10169","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sustainability","tag-bahnhoefe","tag-biosensor","tag-corona","tag-covid-19","tag-forschung","tag-safety","tag-schweiz","tag-sensorik","tag-spitaeler","tag-umwelt","tag-viren"],"acf":[],"yoast_head":"\nEmpa und ETH Z\u00fcrich entwickeln Sensor f\u00fcr den Nachweis des COVID-19-Virus - Organisator<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Einem Team von Forschern der Empa, der ETH und des Universit\u00e4tsspitals Z\u00fcrich ist es gelungen, einen Sensor zum Nachweis des Coronavirus zu entwickeln.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.organisator.ch\/fr\/sustainability\/2020-04-21\/empa-und-eth-zuerich-entwickeln-sensor-fuer-den-nachweis-des-covid-19-virus\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Empa und ETH Z\u00fcrich entwickeln Sensor f\u00fcr den Nachweis des COVID-19-Virus - 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