Les scientifiques ont créé un masque facial qui peut détecter les virus respiratoires courants, y compris la grippe et le coronavirus, dans l’air sous forme de gouttelettes ou d’aérosols. Le masque hypersensible, présenté le 19 septembre dans le magazine Aventurepeut alerter les utilisateurs via leurs appareils mobiles dans les 10 minutes si des agents pathogènes spécifiques sont présents dans l’air ambiant.
Des recherches antérieures ont montré que le port de masques peut réduire le risque de propagation et de contracter la maladie. Nous avons donc voulu créer un masque capable de détecter la présence de virus dans l’air et d’alerter celui qui le porte. »
Yin Fang, auteur correspondant de l’étude et scientifique des matériaux à l’Université Tongji de Shanghai
Les agents pathogènes respiratoires qui causent la COVID-19 et la grippe H1N1 se propagent par les gouttelettes et les aérosols libérés par les personnes infectées lorsqu’elles parlent, toussent et éternuent. Ces molécules contenant des virus, en particulier les petits aérosols, peuvent rester longtemps en suspension dans l’air.
Fang et ses collègues ont testé le masque dans une chambre fermée en pulvérisant une protéine de surface virale contenant des aérosols liquides et à l’état de traces sur le masque. Le capteur a répondu à aussi peu que 0,3 microlitre de liquide contenant des protéines virales, entre 70 et 560 fois moins que le volume de liquide produit lors d’un éternuement et bien moins que le volume produit en toussant ou en parlant, explique Fang.
L’équipe a conçu un petit capteur avec des aptamères, qui sont un type de molécule synthétique capable d’identifier des protéines pathogènes uniques comme les anticorps. Dans leur conception de preuve de concept, l’équipe a modifié le capteur multicanal avec trois types d’aptamères, qui peuvent reconnaître simultanément les protéines de surface sur le SRAS-CoV-2, le H5N1 et le H1N1.
Une fois que les aptamères se lient aux protéines cibles dans l’air, le transistor activé par les ions attaché amplifiera le signal et alertera les utilisateurs via leurs téléphones. Un transistor activé par des ions est un nouveau type d’appareil très sensible. Par conséquent, le masque peut détecter même des niveaux infimes d’agents pathogènes en suspension dans l’air en 10 minutes.
« Notre masque fonctionnerait très bien dans des espaces mal ventilés, comme les ascenseurs ou les pièces fermées, où le risque d’être infecté est élevé », explique Fang. À l’avenir, si un nouveau virus respiratoire émerge, ils peuvent facilement mettre à jour la conception du capteur pour détecter les nouveaux agents pathogènes, ajoute-t-il.
Ensuite, l’équipe espère raccourcir le temps de détection et augmenter encore la sensibilité du capteur en optimisant la conception des polymères et des transistors. Ils travaillent également sur des appareils portables pour une variété de problèmes de santé, y compris le cancer et les maladies cardiovasculaires.
« Actuellement, les médecins se sont fortement appuyés sur leur expertise dans le diagnostic et le traitement des maladies. Mais avec des données plus complètes collectées par des appareils portables, le diagnostic et le traitement des maladies peuvent devenir plus précis », déclare Fang.
Les travaux sont soutenus par le Programme national clé de recherche et de développement, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, la Commission municipale des sciences et technologies de Shanghai, le Projet majeur des sciences et technologies municipales de Shanghai et les Fonds de recherche fondamentaux pour les universités centrales.
Wang, B. et autres. (2022) Masques bioélectroniques portables pour la détection sans fil des maladies infectieuses respiratoires par voie gazeuse. Aventure. doi.org/10.1016/j.matt.2022.08.020.