Une puce microfluidique à manivelle détermine groupe sanguin et hématocrite en une minute
Des chercheurs de l'Université nationale de Taïwan créent un dispositif de diagnostic sans électricité nécessitant trois microlitres de sang
Par Giovanni Sapere
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Une équipe de recherche dirigée par l'Université nationale de Taïwan a présenté une puce microfluidique actionnée à la main qui détermine simultanément le groupe sanguin et le taux d'hématocrite en une minute environ. Cette invention biologique fonctionne sans alimentation électrique, s'appuyant sur une centrifugeuse manuelle et un échantillon prélevé au bout du doigt pour fournir un diagnostic rapide au chevet du patient.
Des paramètres sanguins essentiels hors du laboratoire clinique
Lors de la prise en charge d'un traumatisme grave, le personnel médical d'urgence doit confirmer deux paramètres critiques : le groupe sanguin du patient pour garantir la compatibilité transfusionnelle, et son hématocrite, qui reflète la proportion de globules rouges afin de détecter une anémie ou une hémorragie active. Les analyses hospitalières classiques reposent sur des machines de diagnostic volumineuses nécessitant un réseau électrique et des techniciens formés, des ressources généralement indisponibles dans les ambulances, les zones sinistrées ou les établissements ruraux. Pour combler cette lacune logistique, une équipe dirigée par l'inventeur et professeur émérite Chien-Fu Chen, de l'Institut de mécanique appliquée de l'Université nationale de Taïwan, a conçu une plateforme de test sans électricité, dont les résultats sont détaillés dans Biosensors and Bioelectronics.
« Notre objectif est de sortir deux analyses sanguines essentielles du laboratoire pour les mettre entre les mains des premiers intervenants, sans électricité ni formation spécialisée »
— Chien-Fu Chen, professeur émérite à l'Université nationale de Taïwan
Comment fonctionne le mécanisme de séparation par micro-fente
Le système de diagnostic se compose d'une puce plastique compacte chargée d'environ trois microlitres de sang prélevés par piqûre au doigt classique. L'actionnement d'une manivelle fait tourner la puce, générant une force centrifuge qui propulse le fluide à travers des canaux microfluidiques sinueux préremplis de réactifs pour les groupes sanguins A, B et Rh. Lorsqu'un antigène sanguin spécifique correspond au réactif correspondant, les globules rouges s'agglutinent en amas. À l'extrémité de chaque canal, une micro-fente mesurant environ un dixième de l'épaisseur d'un cheveu humain retient les amas de cellules agglutinées tout en laissant passer les cellules isolées n'ayant pas réagi. Les globules rouges piégés forment une bande rouge visible indiquant le groupe sanguin, tandis que la longueur physique de la bande sur une échelle intégrée mesure l'hématocrite.
Précision et performances sur le terrain
L'équipe de recherche a évalué la fiabilité technique de la plateforme sur 21 échantillons de patients hospitalisés. Des évaluations comparatives ont montré que les lectures optiques concordaient étroitement avec les données produites par les automates de laboratoire hospitaliers. De plus, des tests expérimentaux ont confirmé que les variations de vitesse de rotation manuelle ne compromettaient pas la précision de la lecture diagnostique. Réalisé en environ une minute, le protocole transforme le dispositif portable en un dispositif médical accessible, conçu pour soutenir les soignants de première ligne. Chen a souligné que cette innovation plus large vise à éloigner les diagnostics essentiels des paillasses de laboratoire fixes pour les porter directement aux opérations de secours en cas de catastrophe, montrant comment cette invention pratique pourrait bientôt progresser dans le processus de brevet pour atteindre les secouristes du monde entier.
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