L’équipe du professeur Huanyu « Larry » Cheng, du département de sciences et mécanique de l’ingénierie de l’Université d’État de Pennsylvanie, a mis au point une plateforme de capteurs cutanés flexibles basée sur le graphène induit par laser (LIG), permettant pour la première fois une surveillance non invasive et simultanée de la vitamine B6 et du glucose dans la sueur. Cette technologie surmonte les limites des tests sanguins traditionnels grâce à la synergie entre un polymère à empreinte moléculaire (MIP) et une sonde redox à base de bleu de Prusse, réduisant la limite de détection de la vitamine B6 à 0,93 nanomole et atteignant une sensibilité de 93 nanomoles pour le glucose, offrant ainsi une solution innovante pour la gestion des maladies chroniques et la surveillance nutritionnelle.

Le cœur de la recherche réside dans le procédé de fabrication du matériau nanocomposite LIG. L’équipe a utilisé un laser pour générer directement une structure de graphène tridimensionnelle et poreuse sur un film de polyimide, servant de couche de base pour le capteur. À partir de cette base, la technologie d’empreinte moléculaire a permis de créer des sites de reconnaissance enzymatique artificiels, permettant au MIP de capturer précisément les molécules de vitamine B6, à l’image d’un « trieur de formes ». Le professeur Cheng explique : « Les sites de reconnaissance prédéfinis du MIP simulent la fonction des anticorps, permettant une liaison spécifique aux molécules cibles, même à des concentrations extrêmement faibles de vitamine B6 dans la sueur (environ 100 nanomoles), tout en maintenant une haute sélectivité. » La sonde de bleu de Prusse quantifie la concentration moléculaire par des variations de courant, permettant une surveillance en temps réel dans des contextes domestiques.

La polyvalence de la plateforme est un autre atout majeur. Le professeur Cheng souligne : « En ajustant les cibles moléculaires du MIP, le capteur peut être rapidement adapté pour détecter des hormones reproductrices féminines, des marqueurs de septicémie ou d’autres indicateurs biologiques. » Des tests cliniques ont montré que les patients diabétiques peuvent utiliser cet appareil pour obtenir simultanément des données sur la glycémie et la vitamine B6, cette dernière étant étroitement liée à la santé du système immunitaire. Le professeur Cheng précise : « Un niveau stable de vitamine B6 est crucial pour la production d’anticorps. Une anomalie dans la concentration de B6 dans la sueur des patients atteints de maladies chroniques peut indiquer une augmentation du risque de maladie. » L’équipe travaille actuellement à optimiser le système microfluidique du patch capteur pour permettre un échantillonnage passif totalement imperceptible, favorisant ainsi la généralisation de la gestion personnalisée de la santé.