Une équipe internationale impliquant l'Université de Nottingham Trent et l'Université nationale australienne (ANU) a développé un « échafaudage » de nanoparticules en 3D qui sera capable de détecter une très faible concentration de molécules dissoutes dans l'air.

Les chercheurs disent qu'il s'agit d'un grand pas en avant vers la mesure des biomarqueurs - de minuscules molécules qui jouent un rôle dans la maladie - dans des environnements gazeux tels que la respiration.

L'échafaudage comprend des combinaisons uniques de nanoparticules métalliques et semi-conductrices, chacun des milliers de fois plus petit qu'un cheveu humain, qui peuvent être incorporés dans des capteurs ultra-minuscules.

Ces capteurs pourraient ensuite être intégrés dans des diagnostics simples et de petite taille, lequel, si un risque est détecté, donnerait à l'utilisateur un avertissement et l'exhorterait à consulter un médecin et à effectuer d'autres tests dès que possible.

Les capteurs optiques d'aujourd'hui utilisent des matériaux de détection qui changent de couleur, lorsqu'ils sont exposés à une forte concentration de biomarqueurs piégés dans un milieu liquide, comme l'urine pour les tests de grossesse ou le sang pour les maladies chroniques.

Des recherches antérieures ont montré que les biomarqueurs indiquant des conditions graves telles que le diabète et le cancer, peut également être trouvé dans le souffle. Cependant, leur concentration est considérablement réduite et les capteurs optiques d'aujourd'hui ne peuvent pas les mesurer.

On espère que les matériaux ultra-sensibles conçus aideront les gens à éviter de développer des maladies chroniques, augmenter les taux de survie et réduire considérablement les coûts associés dans les systèmes de santé.

Cela pourrait également aider à éliminer le besoin de procédures de test invasives, comme des analyses de sang.

On s'attend à ce que les personnes ayant des antécédents familiaux de maladies chroniques veuillent utiliser les capteurs, qui pourrait être personnalisé pour rechercher des maladies spécifiques.

"Ce qui est bien avec la respiration, c'est qu'elle regorge de biomarqueurs qui pourraient nous aider à détecter les maladies chroniques, mais leur concentration est si faible dans les milieux gazeux, " a déclaré le professeur agrégé Mohsen Rahmani, un membre Wolfson de la Royal Society au département d'ingénierie de l'Université de Nottingham Trent.

Il a dit :« Le problème jusqu'à présent a été le manque d'un détecteur fiable. Notre nouveau matériel, cependant, serait capable de détecter une faible concentration de biomarqueurs se déplaçant librement dans ces environnements.

"Notre matériel de détection n'aura pas besoin de piles, des câbles ou du matériel de laboratoire volumineux et coûteux. Cela ouvre la voie à la prochaine génération de capteurs de poche qui pourraient diagnostiquer rapidement et de manière fiable la maladie à des stades très précoces, simplement en soufflant dessus."

Professeur Antonio Tricoli de l'Université nationale australienne et coprésident du programme grand défi de l'ANU Notre santé entre nos mains, a ajouté : « En plus du potentiel de développement de kits de détection de la respiration, ces matériaux ultra-petits pourraient également être intégrés dans des patchs cutanés pour suivre de petites concentrations de biomarqueurs volatils transpirés de notre peau. Cela peut permettre de suivre notre santé en temps réel. »

Une étude démontrant le développement de l'échafaudage nano 3D ultra-sensible a été publiée dans la revue Matériaux avancés .