Ils utilisent une électrode recouverte d'un anticorps qui se lie au cortisol pour effectuer la détection, et avaient besoin que la contre-électrode soit très proche pour maintenir une sensibilité élevée et un bruit faible.
À quelques microns l'un de l'autre, les doigts interdigités étaient trop éloignés. L'équipe a donc créé une structure sandwich composée, en commençant par le bas, d'un métal-isolant-métal-isolant, puis a gravé des trous dans la surface supérieure à travers trois couches pour exposer le métal inférieur. (voir impressions d'artistes).
Cela leur a donné une série de puits avec des électrodes séparées uniquement par l'épaisseur d'une couche d'isolation – 40 nm dans ce cas.
La preuve de concept comporte 25 puits dans un réseau, avec des électrodes inférieure et supérieure partant dans des directions opposées pour permettre l'établissement de connexions.
La lecture nécessite la mesure d'un spectre de fréquence d'impédance, de sorte qu'une électrode est pilotée par un balayage de fréquence de 1 Hz à 1 MHz, tandis que le signal à l'autre électrode est amplifié puis converti à 0 Hz à l'aide d'une paire de mélangeurs pilotés avec des versions sinus et cosinus du signal d'entrée.
« Notre nouveau capteur produit une réponse précise et fiable qui permet une lecture continue des niveaux de cortisol pour une analyse en temps réel », a déclaré Mehdi Javanmard, ingénieur de recherche chez Rutgers. "Il a un grand potentiel pour être adapté à la mesure non invasive du cortisol dans d'autres fluides tels que la salive et l'urine."
La technique évite d'attacher des molécules "marqueurs" au cortisol.
« Le fait que les étiquettes moléculaires ne soient pas nécessaires élimine le besoin d'instruments tels que les microscopes optiques et les lecteurs de plaques, ce qui fait de l'instrument de lecture quelque chose que vous pouvez mesurer en fin de compte dans une petite boîte de poche ou même tenir sur un bracelet un jour », a déclaré Javanmard.
L'Université Rutgers a travaillé avec l'Université du Minnesota, Minneapolis et l'Université de Pennsylvanie, Philadelphie.
Le travail est couvert dans «Un dosage immunologique à nanopuits sans étiquette en une seule étape quantifie avec précision les hormones de stress sériques en quelques minutes», un article publié dans Science Advances.