Biocapteurs à semi-conducteurs quantiques

Titre du projet :

La technologie de bio-fonctionnalisation de biocapteurs à semi-conducteurs quantiques pour la détection rapide de pathogènes dans l’eau 

Description du projet et contexte :

La contamination bactérienne de la tuyauterie des tours de refroidissement industrielles conçues pour la climatisation a entraîné de fréquentes épidémies à Legionella pneumophila dans différents pays, y compris le Canada. Afin de pallier aux lacunes des méthodes conventionnelles de détection des agents pathogènes dans l'eau qui exige le transport de l’échantillon à un laboratoire spécialisé pour la culture de microorganisme ou leur détection par méthodes moléculaires, avec les délais inhérents pour obtenir les résultats (notamment pour les mises en culture) ou la coûteuse réaction en chaîne par polymérase, de nombreuses plateformes de bio détection ont été étudiées, mais sans solution satisfaisante pour le moment.

Ainsi, nous avons développé une nouvelle classe de dispositifs de bio détection photonique à semi-conducteur quantique (QSPB) qui utilisent des gaufres semi-conductrices standards à base de GaAs, telles que celles très répandues utilisées dans la fabrication des dispositifs à diodes électroluminescentes. Cette approche apporte le potentiel d'une solution automatisée, à distance et peu couteuse.

La limite de détection (LOD) de L. pneumophila dans l'eau avec nos biopuces actuelles (QSPB), combinées avec l’effet de la chimiotaxie et la concentration mécanique des échantillons d’eau, a été estimée à 1 UFC / ml. Ce résultat offrirait un niveau de protection adéquat contre L. pneumophila pathogène, mais nécessite des étapes difficiles à réaliser tels une chimiotaxie à haut rendement et la concentration mécanique. Alternativement, l'exigence d'une LOD faible pourrait être satisfaite par la disponibilité de dispositifs QSPB plus sensibles.

Ce projet s’adresse à la nécessité urgente d'entreprendre une étude systématique de la science et de la technologie de la biofonctionnalisation, en particulier de la technologie innovante QSPB, qui pourrait conduire à une détection ultrasensible de bactéries à un coût attractif.

Pour atteindre cet objectif, nous collaborons avec deux entreprises canadiennes, une spécialisée dans la mise en œuvre d'un programme national de surveillance de L. pneumophila dans l'eau et l’autre spécialisée dans le développement des anticorps de poulet comme outils de recherche et de diagnostic.

Dates :

Janvier 2017- Janvier 2020

Porteurs du projet

  • Pr. Jan Dubowski, Université de Sherbrooke
  • Pr. Eric Frost, Université de Sherbrooke
  • Pr. Maria DeRosa, Carleton University, Ottawa

Partenaires industriels :

  • Magnus Chemicals, Ltd., Boucherville Qc
  • Immune Biosolutions, Sherbrooke Qc

Étudiants :

  • Elnaz Nazemi
  • Srivatsa Aithal
  • Reza Aziziyan
  • Sebastien Choinière
  • Hemant Sharma
  • Daniela Marquez
  • Lucas Paladines
  • Hakim Grib