Un nouveau projet de collaboration Royaume-Uni-Chine développe un capteur pour fournir un méthode peu coûteuse de diagnostic de l'hépatite sur place à l'aide de graphène - un matériau 2D avancé connu pour sa conductivité électrique élevée. Le capteur sera le premier à tester simultanément trois types d'hépatite - A, B et C – sur les cinq types qui existent. Le projet multi-partenaires, soutenu par le Newton Fund du Royaume-Uni et dirigé par Biovici, réunira le Laboratoire National de Physique (NPL), l'Université de Chongqing, Université de Swansea, et le partenaire industriel CTN, pour développer cette nouvelle technologie de diagnostic.

L'hépatite est un énorme problème de santé mondial, avec près de 400 millions de personnes touchées dans le monde, entraînant plus de 1,4 million de décès par an. L'Organisation mondiale de la santé a rapporté que 257 millions de personnes sont infectées par l'hépatite B seulement. Les personnes atteintes d'hépatite souffrent d'une infection chronique, entraînant un million de décès par an par cirrhose du foie et cancer, avec 40 % de ces décès survenus en Chine. Financé par le Newton Fund britannique, qui vise à promouvoir le développement économique et le bien-être social des pays partenaires en renforçant les capacités scientifiques et d'innovation, ce projet vise à aider à lutter contre l'incidence de l'hépatite en Chine. L'hépatite B en particulier est endémique en Chine, avec un tiers des 350 millions de personnes infectées dans le monde résidant en Chine.

Les tests sanguins sont actuellement utilisés comme méthode de diagnostic de l'hépatite, mais il y a des défis associés à cela. Avec des analyses de sang, les résultats peuvent prendre cinq à sept jours, durant laquelle les patients sont encore contagieux et donc à risque pour les non-infectés. De plus, la technique est invasive et coûteuse, car cela nécessite du personnel médical.

Le graphène est un matériau 2D aux propriétés électriques et mécaniques uniques, qui dérivent de sa structure d'un atome d'épaisseur. Les caractéristiques électroniques exceptionnelles du matériau, la sensibilité de surface et la sélectivité le rendent idéal pour les applications de capteurs, y compris ceux utilisés pour le diagnostic médical. À ce jour, il existe des biocapteurs électrochimiques au graphène pour diagnostiquer un type d'hépatite. Ce projet, cependant, développera des capteurs pour la détection de trois types d'hépatite à la fois, en utilisant trois capteurs de graphène, chacun adapté pour identifier les anticorps associés à une certaine souche d'hépatite, intégré dans un seul test. Contrairement aux tests sanguins conventionnels, ce capteur fournira un non invasif, méthode de dépistage rapide et moins coûteuse. La facilité et la rapidité de cette méthode seront bénéfiques pour les tests en vrac de la nourriture, main-d'œuvre agricole et éducative en Chine, plus de 300 millions de personnes, pour qui les tests sont obligatoires.

L'approche de l'équipe consiste à utiliser la technologie des capteurs au graphène pour développer un diagnostic au point de service pour la détection précoce et la surveillance de plusieurs biomarqueurs d'hépatite salivaires ou sériques. Ce sera un roman, technologie de capteur de surveillance en temps réel, à base de graphène modifié chimiquement, qui surveille simultanément l'hépatite A, B et C. Le test sera simple, économique et rapide, similaire à un capteur de glycémie ou à un test de grossesse, mais tester la salive à la place. Ce projet de deux ans développera un prototype, et établir la fiabilité, stabilité et sensibilité du capteur en vue de sa commercialisation. On estime que si le capteur est produit en grande quantité, chaque appareil peut coûter aussi peu que 1 GBP.

Alors que chacun des cinq partenaires impliqués dans le projet a un rôle différent, toutes leurs activités sont nécessaires en combinaison pour le développement efficace de cette nouvelle technologie. Les deux partenaires chinois, CTN et Université de Chongqing, sont responsables de la production et de la fabrication de dispositifs au graphène. Côté caractérisation, NPL effectue la caractérisation et les tests électriques, tandis que l'Université de Swansea mène une caractérisation chimique. Dernièrement, Biovici, qui développe des dispositifs de diagnostic POC de nouvelle génération, est responsable de l'emballage et de la commercialisation.

Dr Olga Kazakova, Chercheur principal en matériaux avancés au NPL, a déclaré : « Les caractéristiques uniques du graphène signifient qu'il a un grand potentiel pour être utilisé dans une variété d'applications de détection. En plus de l'hépatite, il pourrait être utilisé dans d'autres tests similaires, y compris les capteurs d'allergènes, identification des polluants et autres applications des sciences de la vie. Il est impératif pour nous de comprendre les caractéristiques exactes du matériau pour pouvoir évaluer comment il peut être fabriqué et utilisé dans ces différentes applications. Il s'agit d'un objectif clé pour nous et le Centre national de métrologie du graphène du NPL soutient la commercialisation et l'application du matériau de pointe en menant des recherches de pointe sur sa mesure et sa caractérisation. A travers cette recherche, nous travaillons à développer des normes internationales pour le graphène qui aideront à débloquer de nouvelles applications pour ce matériau incroyable."

Paul Morgan, Directeur Général de Biovici, a déclaré :« Cette collaboration entre NPL, Le Centre pour la nanosanté de l'Université de Swansea et nos partenaires en Chine ouvrent une opportunité unique de développer un essai abordable, qui apportera des bénéfices majeurs à la lutte mondiale contre la propagation de cette maladie hautement infectieuse. De nombreuses personnes associent l'hépatite à un problème qui se produit ailleurs et non dans leur pays d'origine. Cependant, l'hépatite est une épidémie mondiale qui affecte rapidement certaines régions du Royaume-Uni, dans toute l'Europe et aux États-Unis."

Professeur Owen Guy, Directeur (Ingénierie) au Center for NanoHealth de l'Université de Swansea, a déclaré : « L'utilisation de la technologie de traitement des semi-conducteurs appliquée au graphène nous permet de fabriquer des capteurs à faible coût. Avec la bonne technologie de laboratoire sur puce, il est possible de développer des capteurs pour une multitude d'applications de diagnostic et de dépistage. »