(Phys.org) -- Les chercheurs ont créé un nouveau type de biocapteur capable de détecter des concentrations infimes de glucose dans la salive, des larmes et de l'urine et pourrait être fabriqué à faible coût car il ne nécessite pas de nombreuses étapes de traitement pour être produit.

"C'est un moyen intrinsèquement non invasif d'estimer la teneur en glucose dans le corps, " a déclaré Jonathan Claussen, un ancien doctorant de l'Université Purdue et maintenant chercheur au U.S. Naval Research Laboratory. "Parce qu'il peut détecter le glucose dans la salive et les larmes, c'est une plate-forme qui pourrait éventuellement aider à éliminer ou à réduire la fréquence d'utilisation des piqûres d'épingle pour les tests de diabète. Nous prouvons sa fonctionnalité."

Claussen et Purdue doctorant Anurag Kumar ont dirigé le projet, travailler avec Timothy Fisher, un professeur Purdue de génie mécanique; D. Marshall Porterfield, un professeur de génie agricole et biologique; et d'autres chercheurs du Birck Nanotechnology Center de l'université.

Les résultats sont détaillés dans un article de recherche publié cette semaine dans la revue Matériaux fonctionnels avancés .

"La plupart des capteurs mesurent généralement le glucose dans le sang, " a déclaré Claussen. " Beaucoup dans la littérature ne sont pas capables de détecter le glucose dans les larmes et la salive. Ce qui est unique, c'est que nous pouvons sentir dans les quatre sérums humains différents :la salive, du sang, larmes et urine. Et cela n'a jamais été montré auparavant."

Le papier, en couverture du journal, a été écrit par Claussen, Kumar, Pêcheur, Les chercheurs de Porterfield et Purdue David B. Jaroch, M. Haseeb Khawaja et Allison B. Hibbard.

Le capteur comporte trois parties principales :des couches de nanofeuillets ressemblant à de minuscules pétales de rose faits d'un matériau appelé graphène, qui est un film de carbone d'un seul atome d'épaisseur ; nanoparticules de platine; et l'enzyme glucose oxydase.

Chaque pétale contient quelques couches de graphène empilé. Les bords des pétales sont pendants, liaisons chimiques incomplètes, défauts où les nanoparticules de platine peuvent se fixer. Les électrodes sont formées en combinant les pétales des nanofeuillets et les nanoparticules de platine. Ensuite, la glucose oxydase se fixe sur les nanoparticules de platine. L'enzyme convertit le glucose en peroxyde, qui génère un signal sur l'électrode.

"Typiquement, lorsque vous voulez fabriquer un biocapteur nanostructuré, vous devez utiliser de nombreuses étapes de traitement avant d'atteindre le produit final du biocapteur, " a déclaré Kumar. " Cela implique la lithographie, traitement chimique, gravure et autres étapes. La bonne chose à propos de ces pétales est qu'ils peuvent être cultivés sur à peu près n'importe quelle surface, et nous n'avons pas besoin d'utiliser l'une de ces étapes, il pourrait donc être idéal pour la commercialisation."

En plus des tests de diabète, la technologie pourrait être utilisée pour détecter une variété de composés chimiques afin de tester d'autres conditions médicales.

« Parce que nous avons utilisé l'enzyme glucose oxydase dans ce travail, il est conçu pour le diabète, " a déclaré Claussen. " Mais nous pourrions simplement échanger cette enzyme avec, par exemple, glutémate oxydase, pour mesurer le neurotransmetteur glutamate pour tester la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, ou l'éthanol oxydase pour surveiller les niveaux d'alcool pour un alcootest. C'est très polyvalent, rapide et portable."

La technologie est capable de détecter le glucose à des concentrations aussi faibles que 0,3 micromolaire, beaucoup plus sensible que les autres biocapteurs électrochimiques à base de graphène ou de graphite, nanotubes de carbone et nanoparticules métalliques, Claussen a dit

"Ce sont les premiers résultats à signaler une limite de détection aussi basse et, à la fois, une plage de détection aussi large, " il a dit.

Le capteur est capable de faire la distinction entre le glucose et les signaux d'autres composés qui provoquent souvent des interférences dans les capteurs :acide urique, acide ascorbique et acétaminophène, que l'on trouve couramment dans le sang. Contrairement au glucose, ces composés sont dits électroactifs, ce qui signifie qu'ils génèrent un signal électrique sans la présence d'une enzyme.

Le glucose en lui-même ne génère pas de signal mais doit d'abord réagir avec l'enzyme glucose oxydase. La glucose oxydase est utilisée dans les bandelettes de test de diabète du commerce pour les compteurs de diabète conventionnels qui mesurent le glucose avec une piqûre au doigt.