Le patch ‘ethylotest’ connecté pour vérifier votre alcoolémie en temps réel

Des ingénieurs de l’Université de Californie San Diego ont mis au point un patch pour mesurer votre alcoolémie en temps réel.  Il suffit de le scotcher à votre bras pour transmettre ses données à votre ordinateur ou votre smartphone via Bluetooth. L’évaluation de votre alcoolémie se base sur l’alcool contenu dans votre sueur. Ce dispositif a l’avantage majeur d’être non invasif (pas besoin de faire une piqûre) et de mesurer en 15 minutes l’alcoolémie à la différence des éthylotests qui demande un délai plus important.

Super pratique ! « Quand tu rentres de soirée ou d’un bar, le biocapteur peut envoyer une alerte à ton téléphone afin que tu saches si tu as trop bu d’alcool pour conduire », indique Jayoung Kim, un des co-auteurs de ce patch.

Le taux d’alcool dans le sang est l’indicateur le plus fiable pour connaître la quantité d’alcool ingérée. L’alcoolémie est habituellement mesurable avec une prise de sang ou avec un éthylotest. En France, le taux d’alcool admis pour conduire doit être inférieur à 0,5 g d’alcool par litre de sang soit 0,25 mg d’alcool par litre d’air expiré.

Comment fonctionne ce patch ?

Ce patch de quelques centimètres est composé d’une anode et d’une cathode, deux électrodes où ont lieu une réaction électrochimique.  Ces deux électrodes forment un dispositif d’iontophorèse. La iontophorèse permet de faire pénétrer des molécules hydrophiles de faibles poids moléculaires à travers la peau sous l’effet d’un faible courant électrique, créé par les deux électrodes.

Le patch fait donc entrer de la pilocarpine par iontophorèse. Cet alcaloïdes est une molécule qui active le nerf parasympathique à travers sa fixation sur les récepteurs muscariniques. La pilocarpine induit une sudation locale.

Si vous avez bu, votre sueur contiendra de l’éthanol. Cet éthanol va réagir avec une enzyme l’alcool oxydase contenue dans le patch qui transformera l’éthanol en acétaldéhyde et produira de l’eau oxygéné (peroxyde d’hydrogène H₂O₂). C’est cette eau oxygénée qui sera détectée et mesurée par des capteurs (mesure de différence de potentiel rédox). La concentration en éthanol dans la sueur est alors estimée.

L’alcoolémie est ensuite calculée avec cette formule : Alcoolémie (g/L) = 0,71 x éthanol de la sueur.

Un dispositif prometteur !

Le système a été testé sur neuf participants. Ils ont comparé la mesure de l’alcoolémie par le patch pour des volontaires qui n’ont pas bu et d’autres qui ont bu 15cL de vin ou 30 cL de bière. Dans le cas, des participants qui n’ont rien bu, le patch indiquait un taux de 0,000% d’alcoolémie alors que pour les autres ayant bu, le taux variait entre 0,017% et 0,026%. Ils ont également vérifié la corrélation des mesures entre  le patch et un éthylotest classique : le coefficient de corrélation était très bon avec une valeur de R²=0,999 indiquant que les mesures des 2 dispositifs vont bien dans le même sens.

Comment fonctionne votre éthylotest classique ?

Il existe deux types d’éthylotest :

• Ethylotest chimique à usage unique se base sur l’oxydation de l’éthanol (CH₃CH₂OH ), molécule contenue dans les boissons alcoolisées. Cet éthanol est oxydé par le dichromate de potassium (K₂Cr₂O₇ ) contenu dans l’éthylotest. Cela conduit à la formation d’acide acétique et à la réduction des ions Chrome VI (orange) en ions chrome III (vert). L’air alcoolisé expiré produit donc ce changement de couleur d’orange à vert.

2 Cr₂O₇^2–     +      3 CH₃CH₂OH + 16H⁺ ————> 4 Cr³⁺ + 3 CH₃C00H + 11 H₂O

(dichromate de potassium)  +   (éthanol) ———-> ions chrome III + acide acétique + eau

• L’éthylotest électronique prélève également l’air expiré. Un capteur transforme l’éthanol en aldéhyde acétique, ce qui libère des électrons. Ce courant généré est analysé par un microprocesseur qui convertit ce courant en taux d’alcool. Ce microprocesseur contient un capteur à semi-conducteur ou capteur de gaz. Ce matériau semi-conducteur a sa composition chimique qui varie en fonction de la présence de gaz oxydant ou réducteur (vapeurs éthanoliques). Cette variation de composition électrique fait varier ses propriétés électriques, ce qui produit un courant électrique mesurable et convertissable en alcoolémie  L’éthanol est un gaz réducteur.  Il s’utilise 1h après la consommation d’alcool.
• Il existe aussi des capteurs à infrarouge qui se basent sur la loi de Beer-Lambert pour calculer la concentration en éthanol.

Sources :

Jayoung Kim, Joseph Wang et al. – Noninvasive Alcohol Monitoring Using a Wearable Tattoo-Based Iontophoretic-Biosensing System (12 Juillet 2016) – ACS Sens., 2016, 1 (8), pp 1011–1019

F. Behar-Cohen et al. – Iontophorèse : revue de littérature et perspectives  -J Fr. Ophtalmol., 2001; 24, 3, 319-327