Les réactions électrochimiques qui se produisent dans des processus tels que la fermentation éthanolique comprennent la transformation des sucres en alcool et en dioxyde de carbone. Des processus similaires se produisent lorsque le corps humain décompose les aliments, médicaments ou autres composés.

La surveillance de ces processus métaboliques aide à tester, étudier et combattre la maladie, mais en raison des petites quantités de liquides impliqués, ils sont difficiles à étudier avec un équipement normal.

La miniaturisation des dispositifs dotés de capacités de détection environnementale est prometteuse pour de meilleurs tests de fermentation et d'autres processus biochimiques. La possibilité de faire fonctionner les appareils sans fil sur de longues périodes augmente leur efficacité.

Dans un article publié cette semaine dans Examen des instruments scientifiques , un potentiostat miniaturisé, qui contrôle la tension entre les électrodes, s'est avéré capable de quantifier des molécules à l'aide de méthodes voltamétriques et chronoampérométriques avec une précision supérieure à 98%. L'appareil sans fil est compatible avec la plupart des biocapteurs à 3 électrodes et peut transmettre ses mesures via Bluetooth sur 100 mètres.

« L'une des nouveautés du circuit potentiostat est de pouvoir traiter simultanément six voies de capteurs sans l'utilisation de multiplexeurs, réduisant ainsi le temps consacré à chaque examen, ", a déclaré l'auteur Saad Abdullah. "Ce potentiostat multicanal peut examiner simultanément plusieurs échantillons de différentes concentrations et transférer les données via Bluetooth en temps réel."

Le potentiostat a été testé pour confirmer ses performances sous résistance fixe et quantifier les limites de détection de courant et le bruit dans le système, ainsi que sa précision et son temps de réponse. Les expériences ont montré une limite de détection actuelle de 180 nanoampères et un écart type de plus ou moins 2 % dans la mesure de la voltamétrie cyclique. Ils ont également mené un test expérimental impliquant six concentrations différentes de glucose en utilisant une technique de chronoampérométrie.

Dans l'expérience, le potentiostat était équipé d'électrodes sérigraphiées modifiées avec l'enzyme glucose oxydase, qui se lie à la protéine cible et agit comme un canal électrochimique entre la protéine et la puce du capteur. Lorsqu'un signal chronoampérométrique est appliqué à la puce du capteur, un courant de sortie est observé dans le potentiostat qui est équivalent à la concentration de glucose dans l'échantillon.

Le potentiostat s'est avéré capable de fonctionner indépendamment et de transmettre des données sans fil pendant 24 heures dans un incubateur avec une précision comparable aux appareils disponibles dans le commerce. Le système sans fil a produit un signal de données clair, 180 fois plus fort que le bruit dans le circuit. Cette méthode en ligne présente l'avantage supplémentaire par rapport aux appareils actuellement disponibles que les données de six biocapteurs différents peuvent être visualisées simultanément en temps réel sur un moniteur externe.