Les capteurs de papier éliminent l’aiguillon des tests de diabète

L’équipe étudie une nouvelle approche pour fabriquer des dispositifs jetables permettant de mesurer les concentrations de glucose dans la salive humaine.

Les bandes de papier sensible au pH sont couramment utilisées pour déterminer si un liquide est acide ou alcalin. Les chercheurs s’emploient actuellement à appliquer des principes similaires pour réagir rapidement aux biomarqueurs de la maladie. La clé de cette approche consiste à remplacer les des capteurs électroniques traditionnels par des plastiques à faible coût pouvant être fabriqués rapidement et en grande quantité.

La bioscientifique Sahika Inal a collaboré avec l’ingénieur électricien Khaled Salama et la scientifique Derya Baran pour utiliser une technologie à jet d’encre afin de produire des capteurs sensibles à la faible concentration de sucre dans les biofluides.
En utilisant une encre commerciale à base de polymères conducteurs, l’équipe a imprimé des motifs d’électrodes à l’échelle microscopique sur des feuilles de papier brillant. Ensuite, ils ont imprimé une couche de détection contenant une enzyme, la glucose oxydase, sur les électrodes minuscules. La réaction biochimique entre le glucose disponible et l’enzyme crée des signaux électriques facilement corrélés au taux de sucre dans le sang.
« Le papier est poreux, ce qui rend difficile l’impression d’encres conductrices et biologiques dissoutes dans de l’eau », explique Eloise Bihar, chercheuse postdoctorale au groupe KAUST et première auteure de l’étude. « L’impression de l’enzyme est également délicate car elle est sensible aux variations de température, à la tension appliquée sur la cartouche et au pH de l’encre. »

Après avoir optimisé les conditions d’impression enzymatique, les chercheurs ont un autre obstacle à surmonter. Bien que les fluides, tels que la sueur ou la salive, contiennent suffisamment de sucre pour l’analyse, ils contiennent également des molécules, telles que l’acide ascorbique, qui interfèrent électriquement avec les polymères conducteurs. Le revêtement du capteur avec une membrane polymère nafion qui repousse les charges négatives présentes dans la plupart des espèces interférentes a permis de mesurer de manière fiable les taux de glucose dans des échantillons de salive prélevés chez des volontaires.
Des expériences ont montré que le revêtement supérieur donnait au capteur une durée de vie sans précédent : l’enzyme pouvait rester en vie et être active pendant un mois si elle était stockée dans un sac scellé. Ces résultats encouragent l’équipe à étendre les capacités de cette approche en incorporant différentes enzymes dans la couche de détection.
« L’optimisation ne finit jamais en ingénierie, nous essayons donc de rendre ce système plus robuste pour détecter d’autres métabolites dans les biofluides » déclare Inal.