Des capteurs quantiques basés sur les nano diamants : vers des solutions de détection, d'imagerie et de diagnostic biomédical

Les possibilités d’applications biomédicales des nanoparticules de diamants connaissent un essor sans précédent depuis plusieurs années. La présence de certaines impuretés – correspondant à des centres colorés – dans la maille cristalline des diamants leur confère de nombreuses propriétés notamment optiques et magnétiques. La taille atomique de ces centres colorés rend possible de nouveaux types de détection de résolution nanométrique et permet d'étudier, en temps réel, des environnements biologiques à l’échelle des leurs constituants individuels. Ce type application en bioimagerie est particulièrement intéressant car le diamant, en tant que matériau extrêmement biocompatible, ne perturbe pas les objets moléculaires cibles et assure une fonction de détection avec des limites de sensibilité inégalées.

Ainsi, un capteur magnétique à partir de spins quantiques simples peut être utilisé pour l'imagerie par résonance magnétique (RMN) et paramagnétique électronique (RPE) à l'échelle nanométrique sur de cellules ou sur des « laboratoires sur puce » avec une sensibilité 10 fois supérieure à celle obtenue sans utilisation des nanodiamants.

Les principes de la détection quantique ouvrent ainsi la voie à de nouvelles applications dans l’industrie pharmaceutique pour le développement de médicaments, mais également dans le domaine de la nanomédecine, pour l’administration ciblée de médicaments ou le développement de sondes biologiques sensibles au champ magnétique pour les études en imagerie fonctionnelle cérébrale.

A l’occasion de cette rencontre-conférence, nous discuterons de l'état actuel des avancées dans le domaine des sondes biologiques diamantées à l'échelle nanométrique et des applications des capteurs de diamants quantiques développés à l’UHasselt et l’IMEC (https://www.uhasselt.be/IMO) dans le cadre du programme européen « Quantum Flagship » et d’autres projets financés au niveau national.

La rencontre-conférence se déroulera en anglais.