Des chercheurs développent un nouveau biocapteur d’ADN pour le diagnostic précoce du cancer du col de l’utérus

Disulfure de molybdène (MoS₂) a récemment attiré l’attention des chercheurs en science des matériaux en raison de sa capacité à former des nanofeuillets bidimensionnels comme le graphène. Les nanofeuilles sont créées par l’empilement de couches S – Mo – S interagissant via les interactions de Van der Waals.

De plus, les propriétés structurelles, optiques, thermiques et électrochimiques uniques du MoS₂ ont ouvert de multiples voies de recherche dans plusieurs domaines, notamment le développement de plateformes de détection de biomolécules et de détection chimique, l’optoélectronique, les supercondensateurs et les batteries.

Traditionnellement, les nanostructures de carbone sont utilisées comme plate-forme d’immobilisation de l’ADN. Afin de remplacer le carbone par du MoS₂ en tant que capteur d’ADN électrochimique efficace, la conductivité électrique du MoS₂ doit être considérablement amélioré.

Dans ce contexte, le professeur agrégé Eunah Kang et M. Youngjun Kim de l’École de génie chimique et de science des matériaux de l’Université Chung-Ang, en Corée, ont récemment proposé une solution élégante. Le duo a développé un biocapteur d’ADN électrochimique utilisant un nano-oignon graphitique/disulfure de molybdène (MoS₂) nanofeuille composite, qui détecte efficacement les virus du papillome humain (HPV)-16 et HPV-18, et peut servir de diagnostic précoce du cancer du col de l’utérus.

“Les nano-oignons possèdent une sp graphitique₂ structures et sont dérivés de sp cristallins₃^{nanodiamants par recuit thermique ou irradiation laser », explique le Dr Kang. Leur percée a été publié dans le Journal de nanobiotechnologie.}

Le duo de chercheurs a préparé la nouvelle surface d’électrode pour sonder la chimisorption de l’ADN en permettant la conjugaison chimique entre deux groupes fonctionnels : des liaisons acyle à la surface des nano-oignons fonctionnalisés et des groupes amine présents sur le MoS modifié.₂ nanofeuilles.

Des expériences de voltamétrie cyclique ont révélé qu’une électrode composite 1:1 avait une forme rectangulaire améliorée par rapport à celle d’un MoS₂ électrode en nanofeuille. “Cela indique la nature amorphe des nano-oignons avec des couches de carbone incurvées qui facilitent une amélioration de la conductivité électronique par rapport au MoS.₂ nanofeuille seule », souligne le Dr Kang.

De plus, le duo a mesuré la sensibilité de leur nouveau dispositif de biocapteur d’ADN électrochimique envers les HPV-16 et HPV-18 en employant la technique de voltammétrie à impulsions différentielles (DPV) en présence de bleu de méthylène (MB) comme indicateur rédox. Le Dr Kang explique : « Le pic de courant DPV a été abaissé après la chimisorption de l’ADN de la sonde et l’hybridation de l’ADN cible. Puisque l’ADN hybridé était double brin, il a induit une intercalation électrostatique MB moins efficace, ce qui a entraîné un pic d’oxydation plus faible.

Le duo a constaté que, par rapport au MoS₂ électrode nanofeuille, le nano-oignon/MoS₂ L’électrode composite nanofeuille a atteint des pics de courant plus élevés, indiquant un changement plus important dans le pic différentiel. Cela a été attribué à un transfert d’électrons conducteur amélioré grâce au nano-oignon.

Notamment, les ADN cibles produits à partir des lignées cellulaires cancéreuses HPV-16 et HPV-18 Siha et Hela ont été détectés par le capteur proposé de manière efficace et avec une spécificité élevée. Par conséquent, MoS₂ Les nanofeuilles présentant une conductivité électrique améliorée facilitée par la complexation avec des nano-oignons constituent une plate-forme appropriée pour développer des biocapteurs électrochimiques efficaces et efficients pour le diagnostic précoce d’une grande variété de maladies, notamment le cancer du col de l’utérus.

De plus, la combinaison de nano-oignons ou de nanodiamants avec différents biomatériaux organiques peut faciliter la fonctionnalité chimique, la conductivité du transfert d’électrons, l’absorption de la lumière, etc. Ceux-ci, à leur tour, peuvent conduire à une détection innovante des maladies, à des systèmes d’administration de médicaments ciblés, ainsi qu’à l’imagerie et aux diagnostics biomédicaux.