L'haleine expirée contient des indices chimiques sur ce qui se passe à l'intérieur du corps, notamment des maladies comme le cancer du poumon. Et concevoir des moyens de détecter ces composés pourrait aider les médecins à fournir des diagnostics précoces – ; et améliorer les perspectives des patients. Dans une étude en Capteurs ACSdes chercheurs rapportent avoir développé des capteurs ultrasensibles à l'échelle nanométrique qui, lors de tests à petite échelle, ont permis de détecter un changement clé dans la chimie de la respiration des personnes atteintes d'un cancer du poumon. Novembre est le mois de la sensibilisation au cancer du poumon.
Les gens expirent de nombreux gaz, tels que la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone, ainsi que d’autres composés en suspension dans l’air. Les chercheurs ont déterminé que les baisses d'un produit chimique expiré – ; isoprène – ; peut indiquer la présence d’un cancer du poumon. Cependant, pour détecter de si petits changements, un capteur devrait être très sensible, capable de détecter des niveaux d'isoprène de l'ordre des parties par milliard (ppb). Il faudrait également qu'il différencie l'isoprène des autres produits chimiques volatils et qu'il résiste à l'humidité naturelle de la respiration. Les tentatives précédentes visant à concevoir des capteurs de gaz présentant de telles caractéristiques se sont concentrées sur les oxydes métalliques, notamment un composé particulièrement prometteur à base d'oxyde d'indium. Une équipe dirigée par Pingwei Liu et Qingyue Wang a entrepris de perfectionner les capteurs à base d'oxyde d'indium pour détecter l'isoprène au niveau auquel il se produit naturellement dans l'haleine.
Les chercheurs ont développé une série d'oxyde d'indium(III) (In2Ô3) capteurs à base de nanoflacons. Lors d'expériences, ils ont trouvé un type, qu'ils ont appelé Pt@InNiO.x c'est le platine (Pt), l'indium (In) et le nickel (Ni) qu'il contient qui ont obtenu les meilleurs résultats. Ces Pt@InNiOx capteurs :
- Niveaux d'isoprène détectés aussi bas que 2 ppb, une sensibilité qui dépassait de loin les capteurs précédents.
- Réagit davantage à l'isoprène qu'aux autres composés volatils que l'on trouve couramment dans l'haleine.
- Effectué de manière cohérente lors de neuf utilisations simulées.
Plus important encore, l'analyse en temps réel des auteurs de la structure et des propriétés électrochimiques des nanoflakes a révélé que les nanoclusters de platine uniformément ancrés sur les nanoflakes catalysaient l'activation de la détection de l'isoprène, conduisant à des performances ultrasensibles.
Enfin, pour mettre en valeur l'utilisation médicale potentielle de ces capteurs, les chercheurs ont intégré le Pt@InNiOx nanoflacons dans un dispositif de détection portable. Dans cet appareil, ils ont introduit l’haleine collectée plus tôt auprès de 13 personnes, dont cinq souffraient d’un cancer du poumon. L'appareil a détecté des niveaux d'isoprène inférieurs à 40 ppb dans des échantillons provenant de participants atteints de cancer et supérieurs à 60 ppb chez des participants sans cancer. Cette technologie de détection pourrait constituer une avancée majeure dans le dépistage non invasif du cancer du poumon et pourrait potentiellement améliorer les résultats, voire sauver des vies, affirment les chercheurs.
