L'Institut de chimie analytique de l'Université de Vienne met au point des matériaux fonctionnels capables d'identifier des molécules, des polymères, voire des cellules entières. Le principe ? Réaliser une empreinte de l'analyte, dans un polymère, puis poser ce polymère sur un quartz et en mesurer les vibrations acoustiques de surface.
L'analyte recherché, chimique ou biologique, est d'abord mis au contact d'un plastique en cours de synthèse, tel que le polyuréthane. Par auto-organisation, ce dernier se structure et polymérise -stériquement comme fonctionnellement- jusqu'à former une empreinte de l'analyte. La fine couche de polymère, de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur, percée de trous ayant la forme des analytes, est alors placée sur un quartz piézoélectrique, relié à des résonateurs SAW (Surface Acoustic Wave) haute fréquence. Un analyte, passant à proximité du capteur ainsi formé, ira s'encastrer dans l'empreinte lui correspondant, ce qui modifiera la masse du revêtement et donc la fréquence de résonance du quartz. Une unique molécule peut alors être détectée, la limite de sensibilité du détecteur étant de l'ordre du femtogramme (10-15g).
Ce système de détection, hautement sensible, a pour avantage d'être applicable à de nombreux analytes et à de nombreux milieux : molécules, particules biologiques, cellules… en phase gazeuse ou liquide. Franz Dickert et Oliver Hayden ont ainsi pu différencier les virus du rhume les uns des autres, puis ont pu identifier des cellules sanguines en fonction de leur groupe sanguin. Autre prouesse technique à la portée des deux chercheurs : la détermination de l'état d'une cellule cancéreuse. Des empreintes moléculaires adaptées permettent de savoir si une cellule est en phase de division ou non, quand d'autres permettent de mesurer son état de nutrition, la seule contrainte consistant à produire l'empreinte.
Leur technologie de reconnaissance s'avère donc plus souple et plus économique que les technologies anticorps/antigènes, tributaires d'anticorps parfois difficiles à obtenir puis à greffer à la surface des quartz. Ces capteurs fait d'anticorps synthétiques sont par ailleurs robustes, quand les anticorps naturels se dégradent rapidement.