A chaque repas, c'est la même chose. Votre enfant se serre le ventre et se plaint de maux de ventre. Vous en tant que parents êtes à bout de nerfs, et rien de ce que vous essayez dans votre armoire à pharmacie à domicile n'a d'effet. Se pourrait-il que votre enfant souffre de la maladie cœliaque – intolérance au gluten ? Précédemment, il aurait fallu aller voir un médecin spécialiste pour trouver une réponse à ce genre de questions. Maintenant, bien que, Les chercheurs de Fraunhofer ont une autre vision :un test simple qui consiste à ajouter une goutte de sang à une petite puce jetable, et obtenir les résultats via l'application pour smartphone en quelques minutes. Les chercheurs veulent développer ce genre de puces pour détecter d'autres maladies, ainsi que de les utiliser pour garantir la sécurité alimentaire, par exemple en détectant des toxines spécifiques.

Ces puces sont développées par des chercheurs de l'Institut Fraunhofer d'optique appliquée et d'ingénierie de précision IOF à Iéna en collaboration avec des partenaires industriels. Les partenaires de l'industrie fournissent les puces, qui viennent avec de minuscules canaux. Les scientifiques de Fraunhofer fournissent ensuite les puces avec l'optique nécessaire. "Nous imprimons une lampe ainsi qu'un photodétecteur - à l'aide d'un seulement une imprimante à jet d'encre légèrement modifiée, " explique Falk Kemper, chercheur à Fraunhofer IOF. La clé est que les chercheurs utilisent une sorte d'encre spéciale qui contient des polymères fluorescents ou des nanoparticules.

Voici comment fonctionnent les puces :Lorsque la mère ajoute une goutte du sang de son enfant à la puce, de minuscules canaux à la surface de la puce la guident pour qu'elle se mélange avec des molécules d'ancrage spéciales ainsi qu'avec un colorant fluorescent. Lors du dépistage de la maladie cœliaque, la molécule d'ancrage ne se liera qu'aux marqueurs de la maladie cœliaque; toutes les autres molécules pourront passer. Quant au colorant fluorescent, celui-ci se fixe tout en haut de la « pile » de molécules d'ancrage et de marqueurs de la maladie. De nouveau, il ne s'attachera qu'aux marqueurs spécifiques de la maladie. À ce point, la lampe intégrée fait briller le colorant fluorescent. En d'autres termes, si le photodétecteur "voit" la lumière fluorescente, alors le marqueur de la maladie est présent – ​​et l'enfant est diagnostiqué comme souffrant de la maladie cœliaque. Cependant, si l'enfant n'est pas atteint de la maladie cœliaque, le colorant fluorescent ne se lie pas aux molécules et est simplement filtré. La puce reste sombre.

Quatre encres spéciales différentes permettent d'imprimer la lampe et le détecteur sur la puce. « La lampe et le détecteur ont essentiellement quatre couches :une électrode en bas, une couche de polymère actif, une autre électrode puis une quatrième couche filtrante, " dit Kemper. Lorsque les électrodes de la lampe sont exposées à un courant électrique - branché, si vous le souhaitez, la couche de polymère brille et émet de la lumière. Le problème est que le détecteur ne sait pas si cette lumière provient de la lampe ou du colorant – c'est là que les filtres entrent en jeu. Un filtre se trouve au-dessus de la lampe et ne laisse passer que la lumière bleue. Pendant ce temps, le colorant brille en jaune – et le filtre du détecteur ne laisse passer que la lumière jaune. En d'autres termes, le détecteur est aveugle à la lumière bleue qui stimule la lampe.

Jusqu'à maintenant, ce type de test de fluorescence a nécessité un appareillage comparativement étendu et coûteux. "En imprimant les puces à l'aide d'une imprimante à jet d'encre, nous progressons vers un moyen rentable de produire des capteurs de fluorescence rapidement et efficacement. Notre méthode préserve également la matière et les ressources, puisque nous n'appliquons le matériau que là où il est nécessaire, ", explique Kemper. Un autre avantage est qu'il est tout aussi rentable de fabriquer une seule puce que de les produire en masse en utilisant une technique roll-to-roll.