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Pilot line for paper based electrochemical test strips dedicated to quantitative biosensing in liquids

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Des cartes de test sur support papier permettent de distinguer une infection virale d’une infection bactérienne

Un test simple, rapide et rentable sur support papier permet de poser un diagnostic sur le lieu de prise en charge.

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Grâce à leur délai d’exécution rapide et à leurs résultats précis, les tests sur le lieu de prise en charge (PoC pour «point-of-care») procurent de grands avantages aux patients et aux professionnels de la santé du monde entier. Ces tests se fondent souvent sur des essais immunochromatographiques à flux latéral, où les biomarqueurs sont détectés sur une membrane de nitrocellulose. Bien que les domaines couverts par les diagnostics sur support papier se multiplient et que ces tests soient bon marché et respectueux de l’environnement, les informations qu’ils fournissent sont généralement qualitatives.

Détection électrochimique sur une carte de test sur support papier

Le projet IMPETUS financé par l’UE, a pour ambition de révolutionner les tests PoC grâce à la production de biocapteurs électrochimiques sur support papier qui fournissent des informations quantitatives. «Notre système utilise des cartes de test jetables qui offrent la simplicité des essais à flux latéral tout en permettant une détection quantitative des biomarqueurs dans les échantillons liquides», explique Rainer Hainberger, coordinateur du projet. Le consortium a remplacé la nitrocellulose, couramment utilisée dans les dispositifs à flux latéral commerciaux, car elle est très friable et ne peut pas être traitée de manière efficace, par un papier spécial développé dans le cadre du projet. Celui-ci permet une fabrication à haut débit et le montage d’une micropuce en silicium qui facilite l’acquisition de signaux électrochimiques. Cette approche permet d’obtenir une mesure quantitative des biomarqueurs. IMPETUS a mis au point des procédés d’impression par sérigraphie, par flexographie et par jet d’encre, ainsi qu’une nouvelle méthode de montage de puce pour la production «roll-to-roll» de la carte de test sur une installation pilote. Une batterie sur support papier imprimée utilisant les matériaux d’anode et de cathode appropriés a également été mise au point. Le consortium a mis en œuvre et testé différents prototypes de cette carte de biodétection imprimée. Les données issues des mesures sont transférées sans fil par le biais d’une interface pour smartphone normalisée. Il s’agit d’une grande innovation par rapport aux autres dispositifs à flux latéral qui reposent sur une mesure optique effectuée à l’aide, par exemple, des caméras de téléphone portable, une approche qui varie selon le téléphone et qui est sensible aux conditions de lumière ambiante. En outre, la carte de test IMPETUS sur support papier utilise uniquement des matériaux durables et est dépourvue de matière plastique, ce qui la rend respectueuse de l’environnement. La carte est également rentable, car elle est fabriquée au moyen de procédés d’impression et d’assemblage «roll-to-roll».

Distinguer une infection virale d’une infection bactérienne

En guise d’exemple d’applications possibles, IMPETUS répondra aux besoins des consommateurs pour une solution de détection PoC rapide et bon marché des infections bactériennes et virales. Le consortium a mis au point des essais immunochromatographiques compatibles permettant la détection quantitative de deux biomarqueurs moléculaires dans le sang. Ce cas d’utilisation diffère de l’application classique des dispositifs à flux latéral pour tester des paramètres uniques de manière non quantitative, par exemple pour les tests de grossesse ou les tests antigéniques Covid-19. Il permet aux spécialistes de faire la distinction entre une infection bactérienne et une infection virale sur la base de la détection quantitative de ces deux biomarqueurs, qui présentent souvent des symptômes similaires mais exigent des soins différents. «IMPETUS amène le laboratoire dans le cabinet du médecin», précise Rainer Hainberger. Ainsi, il suffit de recueillir quelques gouttes de sang sur la carte de test pour éviter la prescription erronée d’antibiotiques en cas d’infection virale. Qui plus est, ce dispositif élimine le besoin de recourir à des équipements d’analyse onéreux et peut être utilisé par les professionnels de la santé dans les cabinets médicaux. Il s’avère également utile pour les régions qui connaissent une insuffisance en termes de soins médicaux et de diagnostic. La méthode de détection d’IMPETUS peut être adaptée afin de mesurer quantitativement d’autres biomarqueurs moléculaires pour différentes applications, notamment les maladies cardiovasculaires. En même temps, la ligne pilote se fonde sur un concept de fabrication polyvalent qui peut être facilement adapté à différents procédés de production et applications de détection. Elle peut être utilisée pour fabriquer des capteurs et des actionneurs mis en œuvre dans des applications allant au-delà du diagnostic médical, par exemple à des fins de sécurité alimentaire et de surveillance de l’environnement.

Mots‑clés

IMPETUS, impression fonctionnelle, détection électrochimique, papier, biomarqueur, infection bactérienne, infection virale, diagnostic, cartes de test, lieu de prise en charge, POC, essai immunochromatographique à flux latéral, test sur le lieu de prise en charge

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