PALUDISME, VIH…Tout l’art de l’origami pour les détecter – Journal of the American Chemical Society et Analytical Chemistry

C'est un petit détecteur en papier inspiré par l'art de l'Origami qui pourrait permettre de tester le paludisme et l'infection au VIH  ou autres maladies pour lesquelles il existe déjà des biomarqueurs. Et pour moins de 10 c, expliquent ces chimistes de l'Université du Texas (Austin). Ces capteurs peuvent être imprimés sur une simple imprimante de bureau et prennent moins d'une minute à assembler. Comment cela fonctionne-t-il ? Explications dans le Journal de l'American Chemical Society et la revue Analytical Chemistry.

Inspirés par l'art du pliage du papier ou Origami, les chimistes de l'Université du Texas à Austin ont mis au point un détecteur de papier 3-D qui peut être en mesure de tester des maladies comme le paludisme ou l'infection au VIH. Ces mini capteurs-papier pourraient être extrêmement utiles dans les pays en développement, où les ressources biologiques sont très limitées voire inexistantes, et où les infrastructures n'autorisent pas forcément le transport d'échantillons biologiques au laboratoire.

«Il s'agit de médecine pour tous», résume Richard Crooks, professeur de chimie à l'Université. Les capteurs de papier à une dimension, tels que ceux utilisés pour les tests de grossesse, sont déjà monnaie courante, mais ont des limites. Ces capteurs 3-D, développés ces chimistes permettent de tester plusieurs substances sur une plus petite surface et de donner des résultats pour des tests plus complexes. « N'importe qui peut les plier», ajoute Richard Crooks. « Pas besoin d'être un spécialiste », les bénévoles d'ONG seront capables de les produire et les utiliser sur le lieu même de leur utilisation.

L'inspiration est venue grâce à un article pionnier publié par le chimiste George Whitesides de l'Université d'Harvard. Whitesides a été le premier à construire un capteur papier tridimensionnel "microfluidique" capable de tester des cibles biologiques. Son capteur, cependant, était alors coûteux et fastidieux à fabriquer, ce qui limitait son utilisation, expliquent les auteurs. Il fallait plusieurs morceaux de papier, utiliser la photolithographie, le laser pour les découper, un système double-face pour les coller, explique le chimiste Liu, chercheur au laboratoire. «Quand j'ai lu et article, je me souvenu que lorsque j'étais enfant en Chine, notre professeur nous avait enseigné l'origami. J'ai réalisé qu'il y avait moyen de faire plus facile juste en pliant le papier et en appliquant une pression ».

Tout l'art de l'Origami : En quelques semaines, Liu avait fabriqué le capteur sur une simple feuille et en utilisant une imprimante de bureau. Le test papier se replie sur de multiples faces, prend moins d'une minute et ne nécessite aucun outil particulier, juste ses doigts. Un matériau hydrophobe, tels que de la cire ou de la résine photosensible, est déposé sur le papier. Il permet de canaliser l'échantillon à tester, l'urine, le sang ou la salive, vers les emplacements du pliage où les réactifs ont été déposés, de manière à se colorer de manière spécifique ou par fluorescence sous lumière UV.

Car les biomarqueurs pour toutes sortes de maladies existent déjà. Si besoin, les chimistes Crooks et Liu ont également trouvé le moyen d'ajouter une simple pile à leur détecteur afin de pouvoir effectuer des tests qui nécessitent une alimentation. Ils précisent qu'une telle batterie ajouterait juste quelques centimes au coût de production du capteur. « L'urine du patient atteint le capteur et il s'allume», explique R. Crooks. « Tel un électrolyte, le sodium de l'urine active la pile ».

Sources : Journal of the American Chemical Society 2011, 133 (44), pp 17564–17566 October 17, 2011 DOI: 10.1021/ja2071779“Three-Dimensional Paper Microfluidic Devices Assembled Using the Principles of Origami ” Analytical Chemistry 2012, 84 (5), pp 2528–2532 Publication Date (Web): February 22, 2012 DOI: 10.1021/ac203457hPaper-Based Electrochemical Sensing Platform with Integral Battery and Electrochromic Read-Out