Des chercheurs de l'Université de São Paulo (USP) au Brésil ont développé une puce bioélectronique qui détecte simultanément les vitamines C et D dans les fluides corporels. Il est flexible et facile à voir et peut être adapté pour être utilisé dans un appareil portable afin de faciliter un régime personnalisé. Les détails sont décrits dans un article publié dans ACS Applied Nano Materials. .
Les vitamines C et D sont des micronutriments qui jouent un rôle essentiel dans le système immunitaire en participant aux voies métaboliques impliquées dans la lutte contre les virus et les bactéries. La surveillance de ces vitamines dans l'organisme peut aider à garantir que leurs niveaux ne sont ni déficients ni excessifs.
Cependant, les méthodes actuellement disponibles nécessitent des équipements de laboratoire coûteux, exploités par des professionnels spécialisés. Ils nécessitent la collecte d’échantillons de sang et produisent des déchets dangereux. Il est difficile de détecter et d'analyser simultanément les deux vitamines dans le même échantillon.
Pour simplifier le processus, des chercheurs affiliés à l'Institut de physique de São Carlos ont utilisé des ressources relativement peu coûteuses, telles que le carbone, et des protocoles opérationnels rapides pour développer une puce électrochimique d'auto-surveillance des vitamines C et D.
La puce est jetable et contient deux capteurs, chacun utilisant le courant électrique pour détecter une vitamine. Dans le cas de la vitamine C, le capteur est constitué de nanoparticules de carbone et agit comme un électrocatalyseur. Le capteur de vitamine D est composé de nitrure de carbone graphitique et de nanoparticules d'or associées à une couche de 25(OH)D3 anticorps. 25(OH)D3 est la forme circulante la plus abondante de vitamine D en raison de sa longue demi-vie.
La puce est facile à utiliser. Il suffit à l'utilisateur de le connecter à un petit appareil électronique portable semblable à un glucomètre, d'insérer un échantillon de salive ou de sérum sanguin et d'attendre que le courant électrique indique la présence et les niveaux des vitamines. Le résultat est obtenu en moins de 20 minutes.
"En immobilisant des espèces électrochimiquement actives à la surface de l'un des capteurs, nous avons pu éliminer le besoin de marqueurs et de sondes redox, simplifiant ainsi le dispositif et réduisant la complexité de l'analyse", a déclaré Thiago Serafim Martins, premier auteur de l'article. et actuellement chercheur à l'Imperial College London au Royaume-Uni.
"Cela rend la puce potentiellement plus pratique et efficace, lui permettant d'être utilisée directement dans les pharmacies, les cliniques, etc. En outre, elle est suffisamment flexible pour être adaptée pour être utilisée comme appareil portable, intégrée dans un protège-dents ou un anneau de dentition, et appliquée directement." à la peau."
Sa sélectivité et sa spécificité ont été confirmées dans des expériences de contrôle conçues pour mesurer l'interférence potentielle avec d'autres substances normalement présentes dans les échantillons de sang et de salive, telles que les vitamines B12, B1 et B3, le glucose, le lactate, le chlorure de sodium et le chlorure de potassium.
Le principal défi auquel les chercheurs ont été confrontés en développant une puce bioélectronique pour détecter les vitamines C et D était de s'assurer qu'il n'y aurait pas de réactions croisées entre les vitamines dans l'échantillon analysé par la puce.
"Pour relever ce défi, nous avons conçu la puce de manière à ce qu'elle comporte deux zones de travail ou capteurs avec des compositions chimiques de surface différentes et les avons configurés pour fonctionner à différents potentiels électriques", a expliqué Martins.
Les scientifiques voient un potentiel d'extension des capacités de la puce pour détecter d'autres biomarqueurs, y compris ceux de plusieurs types de cancer, même si des recherches supplémentaires doivent d'abord être menées pour valider les capteurs. Après cela, ils envisagent de déposer un brevet et éventuellement de concéder la technologie sous licence à un fabricant.
Plus d'informations : Thiago S. Martins et al, Puce bioélectronique sans sonde Redox et Label pour la surveillance des vitamines C et du métabolite 25-hydroxyvitamine D3, Nanomatériaux appliqués par ACS (2024). DOI :10.1021/acsanm.3c05701
Fourni par FAPESP
