18/06/2013 - Développent un capteur pour mesurer l'activité électrique dans les cellules et les tissus

Menéame

Le docteur Asur Guadarrama Santana, chercheur au Mexique Centre des sciences appliquées et du développement technologique (CCADET) de l’UNAM, en collaboration avec des scientifiques du Centre de recherche cardiovasculaire Dalton (DCRC) Université du Missouri Columbia, aux Etats-Unis, ont développé un capteur électrique pour la mesure des biosignaux, appelé SIMCAPBios.

Le docteur Guadarrama avait principalement travaillé à la mise au point de capteurs permettant de mesurer ou de surveiller l’évaporation de l’eau. solvants comme thinner, éthanol, cétone et l’alcool isopropylique. Cependant, les résolutions obtenues par les capteurs développés en laboratoire étaient comparables à celles rapportées dans le domaine des biocapteurs et ont suscité l’intérêt des chercheurs du DCRC.

Le système de mesure Capacitative, conçu par Asur Guadarrama, intègre les capteurs électriques, un circuit électronique de conditionnement, un convertisseur analogique numérique, une source d’alimentation et un logiciel.

El biocapteur est principalement conçu pour son application dans la recherche d’électrophysiologie, de sorte que ses développeurs l’ont adapté à un microscope électronique. Ainsi, les scientifiques peuvent observer au microscope tout en mesurant l’activité électrique d’une cellule ou d’un tissu. En outre, il peut s’adapter à la technique de patch clamp, créée par les lauréats du Prix Nobel de physiologie ou de médecine, Erwin Neher et Bert Sakman.

Jusqu'à présent, les spécialistes universitaires ont testé le capteur cellulaire et dans un cœur d’embryon de poulet; ils ont également enregistré l’activité électrique de cellules de glande surrénale.

Asur Guadarrama a fait observer que le prototype avait été développé aux États-Unis et n’était pas portable, ce qui signifie que la prochaine étape consistera à reproduire le biosenseur dans le département de l’Instrumentation et de la Mesure du CCADET pour l’améliorer avec de nouveaux matériaux et concevoir des microsenseurs. À moyen terme, l’objectif est de créer un dispositif portable pouvant être transporté vers des laboratoires spécialisés en physiologie cellulaire ou des hôpitaux pour être utilisé dans des recherches biomédicales.

Techniques d’électrophysiologie

En 1991, le prix Nobel de physiologie ou de médecine a été décerné à deux chercheurs, Erwin Neher et Bert Sakman. On a longtemps pensé que certaines activités fondamentales dans les cellules vivantes, comme la contraction musculaire ou la transmission d’impulsions nerveuses, était due à un potentiel électrique généré par des atomes ou des ions chargés positivement ou négativement entreraient ou sortaient des cellules par une sorte de canaux semblables à des tunnels situés dans les membranes des cellules.

Erwin Neher et Bert Sakman ont mis au point un dispositif qui leur a permis de démontrer de manière concluante l’existence de ces canaux ionisés dans les cellules et de mesurer expérimentalement leur fonctionnement.

Sa technique, appelée patch clamp, a consisté à utiliser une lame de verre extrêmement mince pour entrer en contact avec une zone minuscule de la membrane extérieure de la cellule, où on trouve un seul canal ionisé. En appliquant très peu d’aspiration, les scientifiques ont réussi à faire couler les ions de la cellule vers la lanterne. En adaptant une électrode, extrêmement sensible à son système, ils ont pu mesurer, chaque minute, le changement de courant provoqué par les ions en courant de la cellule vers la tératomère.

La technique développée par ces deux remarquables physiologistes est rapidement devenue un outil indispensable pour les scientifiques qui étudient le comportement de ces canaux ionisés sur de nombreux types de cellules. Depuis lors, d’autres groupes de recherche dans le monde se sont consacrés à développer des techniques d’électrophysiologie.

Pour plus d’informations:

Mise au point et conception d’un prototype de système de mesure de formation pour les biosignes (Simcapbios)

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Direction générale de la diffusion des sciences de l’UNAM

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