​L'une des clés de l'équilibre financier d'une exploitation bovine est la maîtrise de la reproduction. Déterminer le moment propice à l'insémination n'est pas une mince affaire ! Pour détecter les chaleurs d'une vache, les éleveurs doivent observer le comportement de leurs nombreuses bêtes, dont la modification à l'approche de l'ovulation (chevauchements…) ne dure que quelques heures. Pour éviter de passer à côté, des outils leur sont proposés, notamment des capteurs de détection des comportements ou des fluctuations hormonales dans le lait.

Celui mis au point lors d'une thèse co-financée par le CEA-Leti, la Région AURA et l'INRAe dans le cadre du projet européen SmartRepro, est un patch auriculaire indolore porté pendant toute la durée du cycle ovarien. Il est constitué de micro-aiguilles creuses en polymère réalisées par impression 3D, qui pénètrent de quelques centaines de microns sous la peau de l'oreille de la vache. Là, est collecté un mélange de sang et de liquide interstitiel, lequel est conduit par un circuit microfluidique jusqu'à une chambre contenant des biocapteurs. Ces derniers, de type SGFET, sont capables de déceler la présence de certaines hormones en temps réel.

Très utilisés en biologie pour leur grande sensibilité, ces capteurs SGFET sont constitués d'un transistor doté d'une grille de graphène. Les hormones sont piégées par hybridation avec des aptamères (petits brins d'ADN) fixés sur le graphène. Détectant une modification de la répartition des charges à l'interface fluide / graphène, le biocapteur détecte l'éminence de l'ovulation 24 à 48 heures avant l'évènement. A terme, l'électronique de communication des résultats sera embarquée dans le patch pour un suivi en temps réel, et les aptamères optimisés pour une meilleure reconnaissance de la cible.