Le suivi continu de la transpiration peut révéler des informations précieuses sur la santé humaine, telles que les niveaux de glucose dans le corps. Les capteurs portables développés pour cette tâche restaient jusqu’à présent insuffisants. Une équipe de chercheurs américains a mis au point un nouveau dispositif sous forme de patch capable de détecter les niveaux de glucose dans la sueur pendant trois semaines tout en surveillant simultanément la température et le pH du corps.
Un capteur de sueur amélioré
Les chercheurs ont créé un patch portable à base de nanocomposites de graphène modifiés au laser. Ce matériau permet au dispositif de détecter des niveaux spécifiques de glucose dans la sueur pendant trois semaines, tout en surveillant simultanément la température et le pH du corps.
Le professeur Huanyu Cheng, chercheur principal de l’étude au Penn State, explique que la sueur est idéale pour la détection en temps réel, continue et non invasive des biomarqueurs. Cependant, les faibles concentrations de biomarqueurs dans la sueur et la variabilité d’autres facteurs tels que le pH, la salinité et la température ont poussé les capteurs de sueur précédents au-delà des limites de leur détection et de leur précision.
Le rôle du graphène modifié au laser
Les chercheurs ont utilisé un traitement au laser simple pour créer un réseau stable et tridimensionnel de métaux nobles hautement conducteurs (or et argent) et de nanocomposites à base de carbone sur l’électrode poreuse en graphène induit par laser (LIG). Les métaux nobles sont non seulement hautement conducteurs, mais résistent également à l’oxydation.
Farnaz Lorestani, chercheuse postdoctorale et première auteure de l’étude, explique que le glucose à la surface de l’électrode LIG modifiée s’oxyde à un potentiel plus faible. Cette oxydation génère un courant ou un changement de potentiel mesurable qui est directement proportionnel à la concentration globale de glucose dans la solution.
Un dispositif portable polyvalent
Le dispositif portable combine le capteur de glucose et de pH avec un capteur de température à base de LIG et une couche extensible dotée de canaux microfluidiques en forme de spirale pour collecter et acheminer en continu la sueur à analyser.
Le patch, d’une largeur environ deux fois supérieure à celle d’un timbre-poste, peut être fixé à la peau avec du ruban adhésif et communique sans fil les données collectées à un ordinateur ou un appareil mobile pour une surveillance et une analyse en temps réel.
« Le résultat de nos travaux est un capteur doté d’une sensibilité et d’une stabilité remarquables pour surveiller les niveaux de glucose pendant plusieurs semaines« , a commenté le professeur Cheng. « Il s’agit d’une plateforme peu coûteuse offrant une analyse pratique, précise et continue de la sueur dans diverses conditions, ce qui présente un grand potentiel pour la santé des individus et des populations, la médecine personnalisée et la nutrition de précision. »
En synthèse
Le résultat de ce travail est un capteur doté d’une sensibilité et d’une stabilité remarquables pour surveiller les niveaux de glucose pendant plusieurs semaines. Il s’agit d’une plateforme peu coûteuse offrant une analyse pratique, précise et continue de la sueur dans diverses conditions, avec un grand potentiel pour la santé individuelle et collective, la médecine personnalisée et la nutrition de précision.
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Pour une meilleure compréhension
1. Comment fonctionne le nouveau capteur de sueur ?
Le capteur de sueur est un patch portable à base de nanocomposites de graphène modifiés au laser. Il détecte les niveaux spécifiques de glucose dans la sueur pendant trois semaines tout en surveillant simultanément la température et le pH du corps.
2. Quels sont les avantages du graphène modifié au laser dans ce capteur ?
Le traitement au laser permet de créer un réseau stable et tridimensionnel de métaux nobles hautement conducteurs et de nanocomposites à base de carbone sur l’électrode poreuse en graphène induit par laser (LIG). Les métaux nobles sont hautement conducteurs et résistent à l’oxydation, ce qui améliore la sensibilité et la stabilité du capteur.
3. Comment le capteur mesure-t-il les niveaux de glucose dans la sueur ?
Le glucose à la surface de l’électrode LIG modifiée s’oxyde à un potentiel plus faible. Cette oxydation génère un courant ou un changement de potentiel mesurable qui est directement proportionnel à la concentration globale de glucose dans la solution.
4. Quelles sont les applications potentielles de ce capteur de sueur ?
Le capteur a un grand potentiel pour la santé individuelle et collective, la médecine personnalisée et la nutrition de précision. Il offre une analyse pratique, précise et continue de la sueur dans diverses conditions.
5. Comment le dispositif portable est-il fixé au corps ?
Le patch, d’une largeur environ deux fois supérieure à celle d’un timbre-poste, peut être fixé à la peau avec du ruban adhésif. Il communique sans fil les données collectées à un ordinateur ou un appareil mobile pour une surveillance et une analyse en temps réel.
Les chercheurs ont publié un article dans Advanced Functional Materials.
Article : « A Highly Sensitive and Long-Term Stable Wearable Patch for Continuous Analysis of Biomarkers in Sweat » – DOI: 10.1002/adfm.202306117
