Un smartphone enregistre le spectre Raman d'un matériau inconnu (une solution d'éthanol, dans ce cas) pour une analyse plus approfondie. Crédit : Texas A&M University Engineering
Le système de spectromètre Raman abordable basé sur un téléphone portable peut identifier des molécules biologiques inconnues en quelques minutes seulement.
Un nouveau spectromètre Raman portatif, breveté par le Dr Peter Rentzepis de l'Université Texas A&M, permet l'identification non invasive de produits chimiques et de matériaux nocifs en combinant la caméra d'un téléphone portable et la technologie laser. Cet appareil, nettement moins cher et plus rapide que les spectromètres traditionnels, peut être utilisé dans des zones reculées pour une analyse rapide sur place.
Imaginez pouvoir identifier des baies ou des champignons sans danger lors d’une randonnée, ou détecter rapidement des agents pathogènes dans un milieu hospitalier qui prendraient normalement des jours à diagnostiquer.
L’identification et la détection de médicaments, de produits chimiques et de molécules biologiques invisibles à l’œil humain peuvent être rendues possibles grâce à la technologie combinée d’une caméra de téléphone portable et d’un spectromètre Raman – une puissante méthode d’analyse chimique au laser.
Le Dr Peter Rentzepis, professeur au département de génie électrique et informatique de l'université Texas A&M, détient un brevet pour un système de spectromètre Raman portable fonctionnant sur téléphone portable. L'invention de Rentzepis permet à l'utilisateur de réaliser des identifications non invasives de produits chimiques ou de matériaux potentiellement dangereux sur le terrain, en particulier dans les zones reculées où les spectromètres de laboratoire ne peuvent pas être utilisés en raison de leur taille et de leurs besoins en énergie.
Ce nouveau système de spectromètre Raman intègre des lentilles, un laser à diode et un réseau de diffraction (une petite surface carrée fine qui diffuse la lumière pour l'analyse) en combinaison avec une caméra d'un téléphone portable pour enregistrer le spectre Raman. Les pics du spectre fournissent des données détaillées sur la composition chimique et la structure moléculaire d'une substance, en fonction de leurs intensités et de leurs positions.
Comment fonctionne l'appareil
Pour utiliser l'appareil, un téléphone portable est placé derrière le réseau de transmission, la caméra faisant face au réseau, prête à enregistrer le spectre Raman. Un laser envoie un faisceau dans un échantillon de matériau inconnu, comme une bactérie, sur une lame. La caméra enregistre le spectre et, lorsqu'elle est associée à une application/base de données de téléphone portable appropriée, cet instrument portable peut permettre une identification rapide des matériaux sur site.
Auparavant, le processus d'identification de substances inconnues impliquait un échantillonnage approfondi de matériel biologique et des analyses en laboratoire, ce qui pouvait prendre plusieurs heures, voire plusieurs jours. Alors que les spectromètres Raman traditionnels coûtent jusqu'à plusieurs milliers de dollars, l'invention de Rentzepis peut être réalisée à un coût nettement inférieur et permet d'identifier les matériaux à une vitesse nettement plus rapide.
Coût et praticité
« C'est un petit appareil qui peut vous indiquer la composition d'un système, d'un matériau ou d'un échantillon particulier », a expliqué Rentzepis. « Vous pouvez même l'avoir dans votre poche. »
Les autres inventeurs sont d'anciens étudiants diplômés, le Dr Dinesh Dhankhar, ingénieur système chez Thermo Fisher Scientific, et Anushka Nagpal, ingénieur de procédé chez Intel Corporation.
Le financement de cette recherche est administré par la Texas A&M Engineering Experiment Station (TEES), l'agence de recherche officielle de Texas A&M Engineering.