Un transistor en graphène fonctionne comme un interrupteur microscopique : une molécule se pose à sa surface et le courant change. Mais la surface nue du graphène n'attrape rien. Il faut un « appât » — des anticorps qui ne reconnaissent que les protéines du virus. Comment les fixer sur le graphène sans endommager le capteur ?

Les scientifiques ont trouvé une solution : ils ont recouvert le graphène d'un film de carbone d'un nanomètre d'épaisseur. C'est comme coller sur une table un ruban adhésif double face ultra-fin. Une face adhère au graphène, l'autre aux anticorps. Le film est déposé à l'avance, et les anticorps sont ajoutés sur la puce déjà en fonctionnement. Ainsi, on peut placer sur une même puce différents appâts pour différentes protéines.

Quinze de ces capteurs ont été réunis sur une seule puce avec des canaux pour le liquide. Une pompe fait circuler la solution contenant l'échantillon, et l'électronique surveille en temps réel le signal de chaque capteur. Tout est automatisé : plus besoin de déposer les réactifs à la main et d'attendre.

Le test a été réalisé avec les protéines du coronavirus — la protéine spike (S) et la nucléocapside (N). Les capteurs les ont détectées à des concentrations allant jusqu'à 10 attomoles, soit environ six molécules par litre d'eau. L'appareil distinguait les protéines cibles de protéines similaires et fonctionnait sur une gamme de concentrations variant d'un facteur dix mille.

Cette approche n'est pas liée à un seul virus. On change les anticorps, et la même puce recherche d'autres protéines, des bactéries ou des substances chimiques. C'est un pas vers des laboratoires portables qui donnent une réponse en quelques minutes, et non en plusieurs jours.