«Une nouvelle puce avec un capteur fait progresser le diagnostic rapide et rentable des maladies», source AgriLife Today.
Une puce avec un capteur intégré détecte l'agent pathogène de la maladie du mildiou, ainsi que de nombreuses autres.
Des scientifiques et collaborateurs de Texas A&M AgriLife Research de l'Iowa State University ont mis au point une puce avec un capteur capable de détecter de nombreux agents pathogènes avec une sensibilité 10 fois supérieure aux méthodes actuellement disponibles.
La puce élimine également le besoin de réactifs colorants chimiques généralement utilisés dans le processus de diagnostic. La nouvelle technologie est prometteuse pour des capacités rapides de diagnostic et peu coûteuses au point de service des plantes, des aliments, des animaux et des humains, y compris la détection des pathogènes d'origine alimentaire, de la grippe aviaire et de la COVID-19.
Les résultats du nouveau capteur sont disponibles en 30 minutes environ.
Dans leur étude, publiée dans ASC Sensors, les scientifiques ont utilisé le nouveau capteur pour détecter Phytophthora infestans. L'agent pathogène qui provoque le mildiou dévastateur à l'échelle mondiale, une menace particulière pour les cultures de pommes de terre et de tomates.
L’étude a été codirigée par Jinping Zhao, chercheur en postdoc à AgriLife Research à Dallas, et Subin Mao, candidat en génie électrique et informatique à l'Iowa State University. Les auteurs correspondants étaient les collaborateurs Junqi Song, professeur et responsable de la recherche sur l'immunité des plantes chez AgriLife Research à Dallas, et Long Que, professeur de génie électrique à l'Iowa State University. Des subventions de démarrage de chaque université ont financé la recherche.
«Cette recherche fait progresser les technologies qui sont apparues comme l'une de nos plus grandes opportunités pour améliorer l'agriculture, la sécurité des aliments et la santé humaine », a dit Song. «Notre publication représente une étape vers la réalisation de ces puissants outils contre les maladies.»
S'appuyer sur les technologies existantes
La détection des produits LAMP amplifiés à partir de matrices, telles que l'ADN de pathogènes, nécessite souvent que les produits soient «marqués» à l'aide de colorants fluorescents, un processus coûteux avec une faible sensibilité. Le nouveau capteur diagnostique les pathogènes sans ces réactifs et avec une sensibilité élevée. Il élimine également un long processus de purification de l'ADN qui crée des défis pour l'utilisation au point d’utilisation.
La nouvelle puce consiste en un capteur nanopore à couche mince à l'intérieur d'une chambre de réaction spéciale. Les amorces sont spécialement conçues pour être immobilisées sur le nanofilm, provoquant la liaison des produits LAMP amplifiés au capteur, qui produit des signaux qui peuvent être mesurés directement et facilement avec un spectromètre portable.
Et après
L'équipe vise à compenser les défis actuels de détection et de distinction des espèces et des souches de pathogènes présentant des similitudes de séquence élevée. Ils travailleront également à améliorer la spécificité des détections et à établir une détection quantitative en intégrant l'intelligence artificielle et les technologies d'édition de gènes CRISPR.
Leur objectif est de parvenir à un produit viable pour une large adoption dans les applications de santé végétale, animale et humaine au point d’utilisation.
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