Imaginez savoir quelles baies ou quels champignons peuvent être consommés sans danger lors d’une randonnée ou détecter rapidement des agents pathogènes dans un milieu hospitalier qui nécessiteraient traditionnellement des jours pour les identifier.
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 de 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 leur intensité et de leur position.
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.
« C’est un petit appareil qui peut vous indiquer la composition d’un système, d’un matériau ou d’un échantillon particulier », explique 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.