10 juillet 2024
Un projet de Singapour met en évidence de nouvelles méthodes non invasives pour surveiller les biomarqueurs.
Les capteurs portables constituent une approche intéressante pour la surveillance de la santé et la détection de biomarqueurs, et les développements en photonique flexible rendent ces dispositifs de plus en plus polyvalents.
Un projet à l’Université technologique de Nanyang à Singapour (Université nationale de technologie) a maintenant développé un dispositif photonique pouvant être porté comme un pansement et capable d’analyser la sueur à la recherche de signes de maladie.
Publié dans Chimie analytiqueles résultats pourraient indiquer une meilleure surveillance de la santé via des capteurs portables et montrer comment les avancées de la technologie laser à couche mince peuvent être exploitées dans le secteur des appareils portables.
Le capteur NTU a été développé pour l’analyse de la sueur humaine, car ce liquide est une source de biomarqueurs précieux, notamment le glucose, le lactate et l’urée. Ces produits chimiques peuvent indiquer divers problèmes de santé et peuvent être collectés de manière non invasive et indolore, ce qui les rend idéaux pour la surveillance quotidienne.
« Les résonateurs optiques sont apparus comme un outil pour les capteurs photoniques flexibles, mais la surveillance directe des informations sur la peau humaine reste difficile en raison des signaux biologiques subtils et de l’interface tissulaire complexe », a commenté l’équipe NTU dans son article.
« Pour relever les défis actuels, nous avons développé un laser à couche mince fonctionnel formé en encapsulant des lasers à gouttelettes de cristaux liquides dans un hydrogel flexible pour surveiller les métabolites dans la sueur humaine. »
Meilleur suivi du diabète et des complications de santé
Au cœur du dispositif NTU se trouvent les lasers à gouttelettes de cristaux liquides, s’appuyant sur des recherches sur la façon dont les phases de cristaux liquides de la bonne chimie et dopées avec un milieu de gain approprié peuvent fonctionner comme des résonateurs optiques et émettre de la lumière.
La NTU a fabriqué un laser à couche mince fonctionnel en encapsulant ces sources laser à gouttelettes de cristaux liquides dans un hydrogel flexible, le polymère hydrophile réticulé tridimensionnel servant de couche adhésive. Lorsqu’elles sont fixées à la peau, de petites molécules telles que la sueur peuvent pénétrer cette structure et influencer la quantité de lumière émise par les microlasers, en raison de leur effet sur les modes de galerie de chuchotement inhérents aux résonateurs.
La quantité de lumière émise par les microlasers varie donc en fonction de la concentration de ces biomarqueurs moléculaires. Selon l’équipe de la NTU, il est possible de traduire les émissions des capteurs microlasers en données sur la sueur en éclairant le plâtre avec une source lumineuse.
Lors des essais, le pansement NTU a réussi à détecter les fluctuations des niveaux de glucose, de lactate et d’urée dans la sueur, avec des performances « 100 fois supérieures à celles d’une technologie similaire actuelle », a déclaré le projet.
NTU estime qu’il s’agit du premier dispositif de détection portable capable de mesurer plusieurs biomarqueurs dans la sueur avec une sensibilité et une plage dynamique ultra-élevées, une étape vers la fourniture d’informations complètes sur la santé des patients.
« Notre appareil est capable de détecter à la fois les niveaux élevés et faibles des biomarqueurs », a déclaré Nie Ningyuan de la NTU. « Cela est particulièrement bénéfique pour les patients diabétiques, car les appareils de surveillance de la santé similaires actuels se concentrent uniquement sur le suivi des niveaux élevés de glucose, mais pas des niveaux anormaux ou faibles de glucose, qui peuvent indiquer d’autres complications de santé. »
2024-07-10 21:08:13
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