Le laser qui peut nous sauver de la pandémie suivante détecte les molécules de votre souffle

Il y a cinq ans, nous vivions, sans le savoir, Quelques semaines décisives. Alors que nous avons regardé latéralement les nouvelles déroutantes de la Chine et, ensuite, nous étions incrédules aux premières mesures drastiques prises en Italie; Le Covid se propageait déjà dans nos bureaux, dans nos bars ou dans les transports publics. En un clin d’œil, des figures de confinement et de détente de centaines de morts quotidiens sont arrivés. La catastrophe a survécu parce que l’ennemi avait été infiltré dans nos vies bien avant d’être détecté.

Si dans ces moments de incertitude Quelqu’un nous aurait dit qu’une technologie pourrait détecter La présence dans l’air de toute moléculey compris le virus SARS-COV-2, nous aurions semblé scientifique. Juste cinq ans plus tard, Cette technologie existe déjà Et, en fait, il a une gamme d’applications beaucoup plus large et plus surprenante. Le magazine Nature a récemment publié un article Ce qui explique en détail comment un nouveau système laser peut identifier ce que contient tout échantillon gazeux. La même équipe de scientifiques de l’Université du Colorado à Boulder (USA) l’a déjà utilisé Pour diagnostiquer les personnes atteintes de Covid simplement en analysant leur souffle.

Les auteurs de la recherche se sont développés Un nouvel appareil basé sur la technologie laser qui est capable d’identifier tout type d’élément dans des échantillons gazeux même lorsque sa concentration est incroyablement faible (de l’ordre des pièces par milliards) et sa conception, assure-t-elle, C’est simple et à faible coût. La clé est d’utiliser des outils techniques connus, mais “unis par un algorithme de calcul intelligent” Qizhong Liang, chercheur de la Jila Research Institute de l’Université du Colorado à Boulder et auteur principal de l’œuvre.

Tout est à la lumière

Cette nouvelle technologie, dirigée par le scientifique chinois Jun Ye à El Jila, recueille les travaux de Jan Hall, un chercheur de ce même centre qui a remporté le prix Nobel de physique en 2005 pour «le développement de la spectroscopie de précision basée au laser» Ses recherches ont permis de concevoir un type de lasers autres que le traditionnel, car ils pourraient émettre des impulsions de lumière en milliers ou des millions de couleurs en même temps. Fait intéressant, ils ont été inventés Pour les montres atomiques optiquesmais les experts ont réalisé qu’ils avaient un énorme potentiel de détection moléculaire. Dans les échantillons gazeux, les échantillons absorbent la lumière à différentes fréquences et laissent une espèce caractéristique “empreinte digitale” de chaque composé.

Cette technologie laser est connue sous le nom “Peigne de fréquence” Et c’est “des meilleurs outils de précision que nous avons aujourd’hui”, dit-il dans des déclarations à El Confidencial Carlos Hernández, physicienne du groupe de recherche en applications laser et fotoniques de l’Université de Salamanca (Alf-Usal) et directeur de la Unité d’excellence dans la lumière structurée et les sujets (Lumes). Plus précisément, “il permet de générer de nombreuses fréquences qui peuvent être transmises à travers différents matériaux, comme s’il s’agissait d’un peigne, et d’observer comment il est modifié”.

Le problème est que, initialement, l’application pratique était trop compliquée, car le signal était très faible. Pour détecter les molécules à de faibles concentrations, ces lasers ont dû traverser l’échantillon à des distances de kilomètres. La solution est passée rebondir les lasers entre les miroirs Plusieurs milliers de fois pour augmenter la longueur de la trajectoire d’absorption des molécules. «Au centre, l’échantillon que vous souhaitez étudier et, passant plusieurs fois pour cela, vous amplifiez l’effet jusqu’à ce qu’il soit détecté Ce qu’il y a », explique l’expert espagnol, qui a également travaillé à Boulder et collabore généralement avec d’autres groupes de l’Université du Colorado dans la recherche au laser.

Cependant, l’application de cette technologie présentait encore de nombreux Difficultés techniquescar jusqu’à présent, il n’a permis qu’à détecter une gamme très étroite de molécules dans chaque test. Maintenant, dans la nouvelle œuvre publiée dans NatureLes scientifiques américains ont réussi à surmonter tous les défis de perfectionner la technique et d’utiliser des algorithmes sophistiqués qui déterminent mieux le contenu des échantillons. «Ils utilisent une cavité optique très bien réglée et avec des fréquences si précises qu’elles sont capables de Amplifier l’effet de la respiration Dans le signal laser », explique Hernández.

Exhalant pour diagnostiquer

Le résultat est un détecteur qui s’applique déjà avec succès. Entre autres choses, ils ont montré qu’ils peuvent détecter différents types de bactéries présentes dans la bouche. De plus, les auteurs s’assurent que cette technologie serait également utile pour identifier rapidement les problèmes de santé aussi divers que Cancer du poumon, diabète ou maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). “La respiration expirée est l’un des échantillons les plus difficiles à mesurer, mais caractériser ses compositions moléculaires est très important en raison de son grand potentiel de diagnostic médical”, selon Support Bisht, co-auteur de l’enquête.

Les scientifiques collaborent déjà avec l’hôpital pour enfants du Colorado pour distinguer les échantillons des Enfants atteints de pneumonie des autres tirés des enfants asthmatiques. Ils travaillent également avec d’autres chercheurs en médecine dans le cadre de cancer du poumon et la MPOC. L’objectif est de «valider notre approche des sujets humains du monde réel», selon YE. «Nous nous engageons à Développer tout le potentiel de cette technique de diagnostic médical ».

En fait, le système laser développé pourrait avoir une vaste gamme de bénéfices, car il est capable de trahir la présence de toute substance. “Les atomes et les molécules émettent et absorbent la lumière”, explique vous “et la lumière est l’outil qui nous permet de communiquer avec le monde microscopique.” Le nouveau dispositif laser pourrait adapter la détection de Les émissions d’une usinePar exemple. Cependant, le grand engagement des auteurs se concentre sur la médecine, car dans ce domaine, cela peut être une innovation beaucoup plus pertinente.

Le saut à l’application

Dans tous les cas, entre la disponibilité de la technologie et son utilisation dans le monde réel, il peut y avoir un abîme. En fait, les experts considèrent qu’après cinq ans, peu de choses substantielles ont changé dans notre préparation à une nouvelle pandémie hypothétique. “Nous n’avons pas avancé du tout”L’épidémiologiste Joan Carles March, professeur à l’École Andalou de la santé publique, affirme. Bien que Covid ait promu un grand nombre de projets technologiques liés à la prévention, tout semble être resté dans les laboratoires.

En fait, l’une des idées les plus simples et les plus abordables a été de mesurer la quantité de co₂ dans l’air comme un moyen indirect de détecter le danger de la concentration virale. Il n’y a pas longtemps, il semblait que cette mesure devait être mise en œuvre de manière généralisée, des écoles aux établissements publics. Cependant, à l’heure actuelle, “On ne parle plus de l’importance de la ventilationbeaucoup moins pour faire des mesures. En arrière-plan, une fois que la pandémie “il n’y a pas de conscience” laissée derrière lui que ce type de mesures peut être utile.

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L’invention de l’Université du Colorado pourrait être très pertinente en santé publique, reconnaît une marche, mais, à l’heure actuelle, «il est plus facile de penser qu’un nouveau médicament atteint le marché qu’un nouveau médicament qu’un nouveau médicament que Un compteur technologique” Même si l’outil est facile à appliquer, simple et utile, les autorités sanitaires ne parient généralement pas sur ce type d’innovations ou que la société les revendique s’il n’y a pas d’alarme comme celle de Covid, selon l’expert. “Les preuves scientifiques ne suffisent paset moins avec des problèmes technologiques, car c’est moins d’applicabilité », dit-il. Pour la société et pour les administrations, ces types de développements vont à l’arrière-plan “lorsque la préoccupation a disparu de la carte”, déplore-t-il.

Il y a cinq ans, nous vivions, sans le savoir, Quelques semaines décisives. Alors que nous avons regardé latéralement les nouvelles déroutantes de la Chine et, ensuite, nous étions incrédules aux premières mesures drastiques prises en Italie; Le Covid se propageait déjà dans nos bureaux, dans nos bars ou dans les transports publics. En un clin d’œil, des figures de confinement et de détente de centaines de morts quotidiens sont arrivés. La catastrophe a survécu parce que l’ennemi avait été infiltré dans nos vies bien avant d’être détecté.