Le LTA contribue à la recherche sur le Covid-19

Afin de parvenir à une détection optimale de virus – dont le Covid-19 – par résonance plasmonique de surface (SPR), un des principaux fabricants d’instrumentation de SPR s’appuie sur des prismes de verre dotés d’un capteur à couche mince en or de haute qualité, fabriqués sur mesure dans le laboratoire du LTA (Fig.1).

Les biocapteurs optiques basés sur la SPR – une méthode d’analyse optique à haute sensibilité – permettent des investigations en temps réel sans précédent sur des biomolécules en interaction (acides nucléiques, protéines, peptides). Des études novatrices révèlent les capacités des techniques d’imagerie modifiées basées sur la SPR pour détecter des virus individuels et visualiser des événements de liaison virale. La microscopie SPR, optimisée avec une correction du bruit de fond permet une observation précise de particules mesurant seulement quelques dizaines de nanomètres (20 à 200 nm).

La plupart des virus ont un diamètre compris entre 20 et 400 nm, les coronavirus – dont le Covid-19 -mesurant environ 100 nm. Ils sont détectés dans la géométrie SPR Kretschmann, où la lumière traversant un prisme en verre est réfléchie par l’arrière de la face dorée du senseur (Fig. 2). Les propriétés de la lumière réfléchie changent en fonction des espèces qui se fixent sur la face externe de la couche d’or réfléchissante. Un détecteur CCD permet de surveiller toute la surface revêtue, ce qui permet d’analyser simultanément jusqu’à plusieurs milliers de processus de surface.

Fig.2 : Schéma de la géométrie de la résonance plasmonique de surface (SPR) de Kretschmann

La sensibilité du schéma de détection de virus SPR ci-dessus dépend essentiellement de la qualité de la couche mince d’or. Les caractéristiques du revêtement, telles que l’épaisseur et la rugosité de la couche d’or, influencent fortement le signal SPR. Les défauts et les inhomogénéités provoquent des artefacts qui affectent les propriétés plasmoniques. Une technologie de revêtement de pointe est donc nécessaire pour garantir la sensibilité de l’unité de détection, en particulier pour les particules de taille inférieure à 100 nm.

La production de tels films nécessite un équipement spécifique et de multiples expertises, notamment en matière de croissance de couches minces, de microscopie AFM pour la caractérisation de surface, de profilométrie et d’analyse par rayons X pour le calibrage de l’épaisseur du film.

Le LTA a pu apporter une solution innovante en temps voulu à ce fabricant leader de SPR grâce à son organisation simple et à son point d’entrée unique pour accéder aux savoir-faire et équipements de la Faculté des sciences de l’Université de Genève et d’HEPIA de la HES-SO Genève.