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Actualités scientifiques


27 novembre 2017


Analyser des biomarqueurs du cancer du poumon dans l’haleine



Des chercheurs de l'institut Femto-ST ont réalisé un détecteur de biomarqueurs du cancer du poumon entièrement miniaturisé. Ce prototype ouvre des perspectives pour un diagnostic précoce, en analysant l'haleine des patients. Leurs résultats sont publiés dans la revue Sensors and Actuators.



La présence ou la plus forte concentration de certains composés organiques volatils dans l'haleine d'un patient signale la présence d'un cancer du poumon. Ces biomarqueurs de la maladie permettent d'envisager des tests simples, non-invasifs et peu couteux, pour une détection précoce des cancers. Mais jusqu'ici les dispositifs de capteurs proposés, fondés sur une matrice de capteurs chimiques (un « nez électronique »), demandent un traitement statistique complexe des mesures, avec un résultat qui n’est pas toujours concluant sur l'état de santé du patient. L'équipe Minamas de l'institut Femto-ST (CNRS, UTBM, Université Franche-Comté, ENSMM) a choisi une autre voie : un seul capteur de gaz à oxyde métallique (SnO2), mais avec en amont un dispositif qui « trie » les composés volatils pour augmenter la sélectivité de la détection. L'ensemble est miniaturisé grâce aux techniques de gravure sur silicium.

A l'entrée du dispositif, un préconcentrateur : une micro-cavité dans laquelle a été déposé un matériau adsorbant qui piège les molécules recherchées, en très faibles concentrations dans l'haleine du patient (quelques ppb). Ces molécules sont ensuite relarguées vers une micro colonne de chromatographie en phase gazeuse. Celle-ci effectue la séparation des composés, qui en sortie sont envoyés sur le capteur à oxyde métallique. C'est le changement de résistance électrique de l'oxyde métallique, en raison de la réaction chimique à sa surface, qui est le signal détectant la molécule. Le préconcentrateur et la colonne de chromatographie sont réalisés par gravure sur du silicium. L'ensemble, interconnecté par des capillaires, est assemblé sur une carte électronique de 8 cm x 6 cm avec le capteur de gaz.

Ce micro dispositif d'analyse a permis de mesurer la présence de très basses concentrations de quatre molécules biomarqueurs du cancer du poumon : toluène, ortho-xylène, propanol et cyclohexane. Les travaux vont maintenant porter sur la détection d'autres biomarqueurs du cancer, et sur l'augmentation de la sélectivité. A plus long terme, des essais cliniques, en collaboration avec des équipes médicales, sont envisagées. L'équipe de Femto-ST veut aussi s'intéresser à d'autres applications potentielles, telles que la mesure la qualité de l'air intérieur, ou la surveillance de la qualité des produits agro-alimentaires.

© Femto-ST

© Femto-ST

Eléments de la plate-forme micro-fluidique pour la détection des biomarqueurs du cancer du poumon.



Références :

Detection and quantification of lung cancer biomarkers by amicro-analytical device using a single metal oxide-based gas sensor
G. Gregis, J.-B. Sanchez, I. Bezverkhyy, G. Weberc, F. Berger, V. Fierro, J.-P. Bellat, A. Celzard
Sensors and Actuators B 255 (2018)
DOI : 10.1016/j.snb.2017.08.056    
https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.08.056



Contact chercheur :
Jean-Baptiste Sanchez – Femto-ST


Contact communication INSIS :
insis.communication@cnrs.fr


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