L'appareil propose un test de dopage en bordure de route

Plus tard cette année, Philips présentera un appareil électronique portable qui utilise des nanoparticules magnétiques pour détecter cinq drogues récréatives majeures.

Solution rapide: Le testeur de drogue de Philips utilise une cartouche contenant des nanoparticules magnétiques et un analyseur portable. La réflexion interne totale frustrée (FTIR) est utilisée pour détecter cinq drogues récréatives majeures en 90 secondes.

L'appareil est destiné à être utilisé en bordure de route par les forces de l'ordre et comprend une cartouche en plastique jetable et un analyseur portatif. La cartouche comporte deux composants : un collecteur d'échantillons pour recueillir la salive et une chambre de mesure contenant des nanoparticules magnétiques. Les particules sont recouvertes de ligands qui se lient à l'un des cinq groupes de drogues différents : cocaïne, héroïne, cannabis, amphétamine et méthamphétamine.

Philips a commencé à étudier la possibilité de construire un biodétecteur magnétique en 2001, deux ans après qu'une équipe de chercheurs du Naval Research Laboratory (NRL) à Washington, DC, ait utilisé pour la première fois des capteurs magnétiques similaires à ceux utilisés dans les disques durs pour détecter certains agents de guerre biologique. . Les scientifiques du LNR ont étiqueté des molécules biologiques conçues pour se lier aux agents cibles avec des microbilles magnétiques, puis ont scanné optiquement et magnétiquement les cibles étiquetées. Cette dernière approche utilisait les mêmes capteurs magnétorésistants géants (GMR) qui lisent les bits sur le disque dur d'un iPod. Ils ont rapidement développé un prototype de la taille d'une boîte à chaussures capable de détecter des toxines, notamment la ricine et l'anthrax.

Philips a initialement développé à la fois un capteur GMR et un capteur optique qui repose sur la réflexion interne totale frustrée (FTIR), le même phénomène qui sous-tend les scanners d'empreintes digitales et les écrans multitouch. La société a décidé d'emprunter la voie FTIR afin d'exploiter son expertise dans la construction de capteurs optiques pour les appareils électroniques grand public, a déclaré Jeroen Nieuwenhuis, directeur technique de Philips Handheld Immunoassays, la division responsable de la commercialisation de la technologie des biocapteurs, qui porte le nom commercial de Magnotech. .

Le passage à une méthode de détection optique a également permis à Philips de simplifier les cartouches de test utilisées par l'appareil, ce qui les rend plus faciles à produire en série, explique Nieuwenhuis. Avec le système actuel basé sur le FTIR, nous pouvons fabriquer plus facilement des cartouches plus simples en plus grandes quantités, ajoute-t-il.

Une fois que le collecteur d'échantillons de l'appareil a absorbé suffisamment de salive, il change automatiquement de couleur et peut ensuite être inséré dans la chambre de mesure, où la salive et les nanoparticules se mélangent. Un électro-aimant accélère les nanoparticules jusqu'à la surface du capteur, dont différentes parties ont été prétraitées avec l'une des cinq molécules cibles de médicament. Si des traces de l'un des cinq médicaments sont présentes dans l'échantillon, les nanoparticules s'y lieront. Si l'échantillon est exempt de médicament, les nanoparticules se lieront à la surface du capteur revêtu de médicament.

L'orientation du champ magnétique qui a d'abord attiré les nanoparticules vers le capteur est ensuite inversée, écartant toutes les molécules de médicament nano-marquées qui auraient pu accidentellement s'être collées à la surface du capteur, mais laissant en place celles qui étaient légitimement liées. Cette dernière astuce magnétique promet de réduire ce que Larry Kricka, chimiste clinicien à l'Université de Pennsylvanie qui a récemment co-écrit un article dans Chimie clinique sur l'utilisation du magnétisme dans les tests au point de service, appelle une contrainte majeure dans de tels tests : la capture involontaire de marqueurs moléculaires sur la surface du test, une des principales causes de faux positifs et de faux négatifs. Kricka n'est pas impliqué avec Philips mais sert de consultant à T2 Biosciences, une entreprise de Cambridge, MA, qui promeut un biocapteur magnétique basé sur la technologie IRM.

Pendant la phase d'analyse, un faisceau lumineux est renvoyé sur le capteur. Toutes les nanoparticules liées à la surface modifieront leur indice de réfraction, modifiant ainsi l'intensité de la lumière réfléchie et indiquant la concentration de médicaments dans l'échantillon. En immobilisant différentes molécules de médicament sur différentes parties de la surface du capteur, l'analyseur est capable d'identifier les traces de médicament en question. Un écran électronique affiche des instructions et une simple lecture codée par couleur des résultats.

Le test prend moins de 90 secondes et peut détecter des drogues à des concentrations mesurées en parties par milliard en utilisant un seul microlitre de salive. Le capteur est capable d'une sensibilité encore plus grande - il a été utilisé pour détecter la troponine cardiaque, un indicateur couramment utilisé de crise cardiaque, à des concentrations 1 000 fois inférieures.

Philips envisage à terme d'entrer sur le marché de la santé. Il travaille sur une plate-forme capable de tester le sang ainsi que la salive et recherche des partenaires qui peuvent l'aider à élargir son menu de tests en lui fournissant des biomarqueurs supplémentaires.

D'autres chercheurs ont construit des dispositifs expérimentaux pour détecter magnétiquement une large gamme de biomolécules dans de minuscules échantillons de sang ou de salive à des concentrations extrêmement faibles. Cela implique souvent l'utilisation de forces microfluidiques ou magnétiques pour guider rapidement les molécules marquées magnétiquement à travers des scanners, bien qu'un groupe de l'Université de l'Utah ait même construit un prototype dans lequel un bâton chargé d'échantillons est glissé sur un capteur GMR, comme une carte de crédit. à travers un lecteur.

La combinaison d'une sensibilité élevée, de faibles volumes d'échantillons, de la miniaturisation, de la vitesse et de la facilité d'utilisation a suscité l'espoir d'un biocapteur portable capable d'effectuer des tests sophistiqués avec une grande précision.

Tout le monde essaie d'y arriver, dit Kricka. La question est qui va gagner ? Avec Philips prêt à introduire son testeur de drogue en Europe d'ici la fin de l'année en partenariat avec la société de diagnostic britannique Cozart, le fabricant d'électronique grand public semble prêt à remporter le prix.

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