Un capteur à deux canaux mesure la concentration de biomarqueurs dans la sueur

Les capteurs appliqués sur la peau sont prometteurs pour une méthode non invasive et peu coûteuse d'identification des biomarqueurs clés de la sueur, ce qui pourrait aider les cliniciens à établir des diagnostics plus précoces et plus précis. Jusqu’à présent, cependant, les capteurs pouvaient identifier la présence de biomarqueurs, mais n’étaient pas capables de détecter avec précision leur concentration en présence d’une production de sueur irrégulière, intermittente et imprévisible.

Pour résoudre ce problème, une équipe de chercheurs de Penn State a développé un capteur qui détecte avec précision les concentrations de biomarqueurs dans les échantillons de sueur. Leurs travaux ont été publiés dans Science avancée.

Alors que les chercheurs avaient déjà créé un capteur capable de détecter des quantités de glucose et d’autres biomarqueurs, les capteurs ne disposaient pas d’un moyen de détecter avec précision le volume de sueur, ce qui signifie que la concentration des biomarqueurs était inconnue.

“Un défi particulier consiste à quantifier ce biomarqueur et le taux de transpiration de manière précise, car les différentes conditions qui nous font transpirer (exercice, temps chaud, consommation d'aliments épicés) peuvent toutes avoir des taux de transpiration différents qui peuvent être plus constants ou plus constants. transpirer de temps en temps », a déclaré Huanyu « Larry » Cheng, professeur agrégé James L. Henderson, Jr. Memorial de sciences de l'ingénierie et de mécanique à Penn State.

“Cela rend difficile la mesure du volume de sueur, que nous devons connaître si nous voulons quantifier la concentration du biomarqueur.”

Pour évaluer ces informations, les chercheurs ont conçu un capteur doté de deux canaux pour capturer la sueur : un qui mesurera la quantité de biomarqueur et un qui mesurera le volume de sueur. Le capteur s'appuie sur un colorant pour signaler la présence du biomarqueur et peut être lu à l'œil nu, ce qui le rend peu coûteux et facile à utiliser.

Selon Cheng, étant donné que les résultats du capteur peuvent être lus si facilement sans équipement de traitement coûteux, ils pourraient être particulièrement utiles aux prestataires situés dans les régions éloignées.

“Le liquide réagira avec le colorant déposé dans le canal, changeant de couleur, et en fonction du front avançant du liquide, nous pouvons quantifier le taux et le volume de sueur en fonction de la ligne dans ce canal”, a déclaré Cheng. “Nous utilisons les marques imprimées à proximité du canal pour indiquer le volume de sueur à comparer, puis utilisons l'autre ensemble de marques pour lire la concentration aux volumes prédéfinis.”

La concentration du biomarqueur, et pas seulement sa présence, est utile pour le diagnostic. Par exemple, les chercheurs ont déclaré que leur capteur pourrait être utilisé pour tester la fibrose kystique, qui est souvent indiquée par des niveaux élevés de chlorure chez le patient.

“La procédure typique pour diagnostiquer la fibrose kystique consiste à provoquer une transpiration locale par l'exercice, mais avec notre capteur, nous pouvons détecter la concentration de chlorure dans la sueur sans obliger le patient à faire de l'exercice, puisque nous pouvons utiliser la transpiration passive induite par la chaleur avec notre forme portable de la configuration de test”, a déclaré Cheng.

Cette méthode, combinée aux matériaux souples du capteur, le rend meilleur que les tests de diagnostic traditionnels pour les nourrissons et les jeunes enfants, selon Cheng. Pour tester le capteur, Cheng s'associe à des médecins du centre médical Milton S. Hershey pour un essai du capteur.