Un nouveau capteur de respiration pour la mucoviscidose

Une question majeure qui se pose avec la détection de l'acétonitrile, un composant caractéristique de la maladie découvert dans la respiration exhalée, est que sa concentration dans la respiration exhalée est de l'ordre de 10 ppb (parties par milliard). Par ailleurs, d'autres composants du souffle comme la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone affectent la sensibilité de la spectroscopie d'absorption laser.

Les progrès scientifiques ont permis de détecter avec précision les composants au niveau de la respiration à travers des techniques analytiques sensibles et sélectives. Le projet MEDIXHALE (Medical diagnostics based on exhaled-air analysis with laser absorption spectroscopy) a développé un capteur de spectroscopie d'absorption laser pour l'acétonitrile.

Les chercheurs ont tenté de surmonter les problèmes d'interférence en utilisant une petite région spectrale fondée sur les spectres d'acétonitrile d'absorption infrarouge et autres composants de l'haleine. Un autre facteur sur lequel ils ont travaillé est l'augmentation de la longueur de la voie d'absorption pour obtenir des signaux pouvant être mesurés. Ils ont, par conséquent, établi et caractérisé un spectromètre d'absorption stimulé par les cavités. Ce dispositif possède un résonateur optique avec une longueur de voie de 7,3 km. Ce système gère jusqu'à quatre mesures par jour.

Visant à améliorer la sensibilité ainsi que la détection de l'acétonitrile, les chercheurs ont abouti à une étape de pré-concentration à l'aide d'un tamis moléculaire au carbone pour l'absorption d'acétonitrile. Ils sont parvenus à améliorer la limite de détection de 114 ppb à environ 4 ppb. Ces résultats ont été confirmés à travers des échantillons d'haleine provenant d'adultes en bonne santé.

MEDIXHALE a pu démontrer une preuve de principe pour des mesures quantitatives d'acétonitrile dans le souffle humain. Les prochains travaux précédant l'essai clinique devraient se concentrer sur l'amélioration de la précision et le rendement de ce dispositif. La démonstration de l'utilité de la détection non-invasive de la mucoviscidose devrait considérablement améliorer le traitement et la surveillance des patients touchés par la maladie.