Des scientifiques ont créé un masque facial capable de détecter les virus respiratoires courants, dont la grippe et le coronavirus, dans l’air sous forme de gouttelettes ou d’aérosols. Le masque hautement sensible, présenté le 19 septembre dans la revue Matter, peut alerter les porteurs via leurs appareils mobiles dans les 10 minutes si les agents pathogènes ciblés sont présents dans l’air ambiant.
“Des recherches antérieures ont montré que le port d’un masque facial peut réduire le risque de propagation et de contraction de la maladie. Nous avons donc voulu créer un masque capable de détecter la présence de virus dans l’air et d’alerter le porteur.” A déclaré Yin Fang, auteur correspondant de l’étude et spécialiste des matériaux à l’université Tongji de Shanghai.
Les agents pathogènes respiratoires responsables de la grippe COVID-19 et H1N1 se propagent par le biais de petites gouttelettes et d’aérosols émis par les personnes infectées lorsqu’elles parlent, toussent et éternuent. Ces molécules contenant des virus, en particulier les minuscules aérosols, peuvent rester en suspension dans l’air pendant longtemps.
Fang et ses collègues ont testé le masque dans une chambre fermée en pulvérisant sur le masque la protéine de surface virale contenant des traces de liquide et d’aérosols. Le capteur a réagi à seulement 0,3 microlitre de liquide contenant des protéines virales, soit 70 à 560 fois moins que le volume de liquide produit par un éternuement et beaucoup moins que le volume produit par la toux ou la parole, explique Fang.
L’équipe a conçu un petit capteur avec des aptamères, qui sont un type de molécule synthétique capable d’identifier les protéines uniques des agents pathogènes comme les anticorps. Dans leur conception de preuve de concept, l’équipe a modifié le capteur multicanaux avec trois types d’aptamères, qui peuvent reconnaître simultanément les protéines de surface du SRAS-CoV-2, du H5N1 et du H1N1.
Une fois que les aptamères se lient aux protéines cibles dans l’air, le transistor à déclenchement ionique connecté amplifie le signal et alerte les porteurs via leur téléphone. Le transistor à déclenchement ionique est un nouveau type de dispositif très sensible. Le masque peut donc détecter des traces d’agents pathogènes dans l’air en 10 minutes.
“Notre masque fonctionnerait très bien dans les espaces mal ventilés, comme les ascenseurs ou les pièces fermées, où le risque d’être infecté est élevé“, explique M. Fang. À l’avenir, si un nouveau virus respiratoire apparaît, ils pourront facilement mettre à jour la conception du capteur pour détecter les nouveaux agents pathogènes, ajoute-t-il.
Ensuite, l’équipe espère raccourcir le temps de détection et augmenter encore la sensibilité du capteur en optimisant la conception des polymères et des transistors. L’équipe travaille également à la mise au point de dispositifs portables pour divers problèmes de santé, notamment les cancers et les maladies cardiovasculaires.
“Actuellement, les médecins se fient beaucoup à leur expérience pour diagnostiquer et traiter les maladies. Mais grâce aux données plus riches collectées par les dispositifs portables, le diagnostic et le traitement des maladies peuvent devenir plus précis“, explique M. Fang.
Ces travaux sont soutenus par le Programme national clé de recherche et de développement, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, la Commission des sciences et des technologies de la municipalité de Shanghai, le Grand projet municipal des sciences et des technologies de Shanghai et les Fonds de recherche fondamentale des universités centrales.
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