Un capteur qui détecte les aliments quand ils sont altérés

Sceptique quant à la date limite de consommation de vos courses ?

Le développement d'un minuscule capteur pH par une étudiante de SMU pourrait être un prédicteur de fraîcheur de nouvelle génération pour les aliments conditionnés, source communiqué de la Southern Methodist University du 16 mars 2023.

Khengdauliu Chawang, étudiante diplômée de SMU, a développé un capteur pH miniature qui peut dire quand l’aliment s'est altéré en temps réel. La création de l'appareil était une chose personnelle pour elle.

Oubliez cette date de péremption de votre saumon ou votre yaourt. Une étudiante diplômée de la SMU (Southern Methodist University) a mis au point un capteur miniature du pH qui peut dire quand les aliments se sont avariés en temps réel.

Le capteur flexible du pH ne mesure que 2 mm de long et 10 mm de large, ce qui permet d'intégrer le capteur dans les méthodes actuelles d'emballage alimentaire, telles que les emballages en plastique. Les industries utilisent généralement des capteurs beaucoup plus volumineux - environ 2,5 cm de long sur 33 cm de large - pour mesurer le pH, ils ne conviennent donc pas pour être inclus dans chaque emballage d’aliment pour surveiller sa fraîcheur en temps réel.

«Les capteurs de pH que nous avons développés fonctionnent comme un petit dispositif d'identification par radiofréquence sans fil - similaire à ce que vous trouvez à l'intérieur de votre étiquette de bagage après qu'elle a été vérifiée dans les aéroports. Chaque fois qu'un emballage alimentaire avec notre appareil passe un point de contrôle, tel que des centres logistiques d'expédition, des ports, des portes ou des entrées de supermarchés, il peut être scanné et les données peuvent être renvoyées à un serveur qui suit leurs pH», a dit Khengdauliu Chawang, étudiante en doctorat à la Lyle School of Engineering du SMU et créateur principal de l'appareil. «Une telle configuration permettrait une surveillance continue du pH et détecterait avec précision les limites de fraîcheur tout au long du trajet, des fermes aux maisons des consommateurs.»

Le concours Big Ideas de l'Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE) lors de la conférence 2022 IEEE Sensors a décerné à Chawang le prix de la meilleure entreprise appartenant à des femmes pour son invention, qu'elle a construite avec le soutien de J.-C. Chiao, professeur au département de génie électrique et informatique de la Lyle School.

Comment ça fonctionne ?

Le niveau de fraîcheur des aliments est directement corrélé aux niveaux de pH, a expliqué Chawang. Par exemple, les aliments dont le pH est supérieur à la plage normale indiquent des aliments altérés, car les champignons et les bactéries se développent dans des environnements à pH élevé. Ainsi, des changements soudains de pH dans le stockage des aliments pendant la production et l'expédition peuvent indiquer une éventuelle altération des aliments.

Le niveau de pH est mesuré par la concentration d'ions hydrogène présents dans une substance ou une solution.

Étant donné que les ions hydrogène sont des molécules chargées électriquement, les électrodes du capteur de pH de Chawang peuvent détecter la charge électrique générée par la concentration d'ions hydrogène dans les aliments, convertissant le niveau en valeurs de pH à l'aide de ce que l'on appelle l'équation de Nernst.

Le capteur de pH a été testé avec succès sur des aliments comme le poisson, les fruits, le lait et le miel, a dit Chawang. D'autres tests sont en cours.

Le capteur est fabriqué avec une très petite quantité de matériaux biocompatibles et utilise des technologies d'impression sur des films flexibles.

«L'ensemble du processus est similaire à l'impression de journaux. Le traitement ne nécessite pas d'équipement coûteux, ni d'environnement de salle blanche pour semi-conducteurs », a dit le professeur Chiao. «Ainsi, les coûts sont faibles et rendent le capteur jetable.»

Chiao et l'étudiante diplômée Chawang étudient si le dispositif à électrodes qu'ils ont développé pour surveiller les aliments pourrait également être utilisé pour assurer une fermentation fiable du fromage et du vin. En outre, la même technologie pourrait avoir des applications potentielles dans la détection des signes avant-coureurs de septicémie ou d'infection des plaies lorsqu'elles sont utilisées sur la peau, a dit Chawang.

Chiao, qui a rejoint la faculté SMU en 2018, est largement reconnu pour ses recherches sur l'utilisation des ondes électromagnétiques dans des applications médicales, notamment les systèmes de gestion de la douleur en boucle fermée et la gestion de la motilité gastrique.

Une vidéo accompagne le communiqué.

Une nouvelle puce avec un capteur fait progresser le diagnostic rapide et rentable des maladies

Un schéma résumé montrant la configuration de base de la chambre de réaction LAMP et du capteur comprenant un film nanopore contenant des produits LAMP immobilisés (Texas A&M AgriLife Illustration).

«Une nouvelle puce avec un capteur fait progresser le diagnostic rapide et rentable des maladies», source AgriLife Today.

Une puce avec un capteur intégré détecte l'agent pathogène de la maladie du mildiou, ainsi que de nombreuses autres.

Des scientifiques et collaborateurs de Texas A&M AgriLife Research de l'Iowa State University ont mis au point une puce avec un capteur capable de détecter de nombreux agents pathogènes avec une sensibilité 10 fois supérieure aux méthodes actuellement disponibles.

La puce élimine également le besoin de réactifs colorants chimiques généralement utilisés dans le processus de diagnostic. La nouvelle technologie est prometteuse pour des capacités rapides de diagnostic et peu coûteuses au point de service des plantes, des aliments, des animaux et des humains, y compris la détection des pathogènes d'origine alimentaire, de la grippe aviaire et de la COVID-19.

Les résultats du nouveau capteur sont disponibles en 30 minutes environ.

Dans leur étude, publiée dans ASC Sensors, les scientifiques ont utilisé le nouveau capteur pour détecter Phytophthora infestans. L'agent pathogène qui provoque le mildiou dévastateur à l'échelle mondiale, une menace particulière pour les cultures de pommes de terre et de tomates.

L’étude a été codirigée par Jinping Zhao, chercheur en postdoc à AgriLife Research à Dallas, et Subin Mao, candidat en génie électrique et informatique à l'Iowa State University. Les auteurs correspondants étaient les collaborateurs Junqi Song, professeur et responsable de la recherche sur l'immunité des plantes chez AgriLife Research à Dallas, et Long Que, professeur de génie électrique à l'Iowa State University. Des subventions de démarrage de chaque université ont financé la recherche.

«Cette recherche fait progresser les technologies qui sont apparues comme l'une de nos plus grandes opportunités pour améliorer l'agriculture, la sécurité des aliments et la santé humaine », a dit Song. «Notre publication représente une étape vers la réalisation de ces puissants outils contre les maladies.»

S'appuyer sur les technologies existantes

Le nouveau capteur améliore une technique connue sous le nom d'amplification isotherme médiée par les boucles, ou LAMP (loop-mediated isothermal amplification), qui est largement utilisée pour détecter les pathogènes en amplifiant leur ADN.

La détection des produits LAMP amplifiés à partir de matrices, telles que l'ADN de pathogènes, nécessite souvent que les produits soient «marqués» à l'aide de colorants fluorescents, un processus coûteux avec une faible sensibilité. Le nouveau capteur diagnostique les pathogènes sans ces réactifs et avec une sensibilité élevée. Il élimine également un long processus de purification de l'ADN qui crée des défis pour l'utilisation au point d’utilisation.

La nouvelle puce consiste en un capteur nanopore à couche mince à l'intérieur d'une chambre de réaction spéciale. Les amorces sont spécialement conçues pour être immobilisées sur le nanofilm, provoquant la liaison des produits LAMP amplifiés au capteur, qui produit des signaux qui peuvent être mesurés directement et facilement avec un spectromètre portable.

Et après

La puce LAMP offre une nouvelle plate-forme portable pour détecter les pathogènes à l'aide de capteurs sans marquage avec une ultrasensibilité. L'équipe de recherche va désormais travailler pour améliorer encore la sensibilité à un niveau sous-attomolaire (1 attomaire : 10^-18 moles par litre) ou même inférieur.

L'équipe vise à compenser les défis actuels de détection et de distinction des espèces et des souches de pathogènes présentant des similitudes de séquence élevée. Ils travailleront également à améliorer la spécificité des détections et à établir une détection quantitative en intégrant l'intelligence artificielle et les technologies d'édition de gènes CRISPR.

Leur objectif est de parvenir à un produit viable pour une large adoption dans les applications de santé végétale, animale et humaine au point d’utilisation.

Vers un capteur entièrement comestible indiquant si les aliments surgelés ont déjà été décongelés

Un validation d’un capteur conçu à partir de matériaux comestibles produit un changement de couleur visible (vu dans le cercle de droite) lorsqu'un morceau de porc congelé décongèle. Crédit adapté de ACS Sensors.

«Vers un capteur entièrement comestible indiquant si les aliments surgelés ont déjà été décongelés», source ACS News.

Lorsque vous allez dans l'allée des surgelés, il est presque impossible de savoir si ce steak Salisbury a été décongelé et recongelé, un processus aux conséquences potentiellement dangereuses. Ainsi, des chercheurs ont publié dans ACS Sensors la conception un appareil de qualité alimentaire à partir de matériaux comestibles, notamment du sel de table, du chou rouge et de la cire d'abeille, et cela vous permet de le savoir. La validation du capteur fournit une lecture de couleur lorsqu'il est chauffé au-dessus d'une température spécifique, qui est réglable de -50°C à 0°C.

Conserver les aliments au froid pendant leur transport et leur stockage est essentiel pour conserver leur saveur et leur qualité, réduire le risque d'intoxication alimentaire et minimiser les déchets. Alors que les chercheurs ont développé des dispositifs qui alertent les fabricants lorsque des aliments froids sont exposés à des températures indésirables, ils n'indiquent que les changements au-dessus du point de congélation. Pour créer un capteur pour produits surgelés, une solution pourrait être d'utiliser des matériaux aux propriétés électriques altérées lors de la fusion. Il serait également idéal que de tels changements puissent produire un signal, tel qu'un changement de couleur visible. De plus, un appareil électronique comestible, qui n'utilise que des aliments et des composants consommables, serait le moyen le plus sûr de surveiller les aliments. Ainsi, Ivan Ilic, Mario Caironi et leurs collègues ont entrepris de développer le premier capteur de température auto-alimenté entièrement comestible avec un indicateur de couleur visible pour une utilisation avec des produits surgelés.

Les chercheurs ont commencé par construire un appareil qui générait un courant électrique lors de sa décongélation, connectant des électrodes de magnésium et d'or via une solution d'électrolytes contenue dans un récipient en plastique. Ils ont testé l'appareil avec des solutions d'électrolytes comestibles congelés, y compris du sel de table et des sels contenant du calcium, et des aliments naturellement riches en électrolytes, notamment du raisin, melon et pomme. Lorsque les solutions sont décongelées, elles ont conduit un courant entre -50°C et 0°C, ce qui, selon les chercheurs, pourrait être ajusté en fonction de la quantité et de l'identité du sel. Ensuite, cet appareil a été connecté à un système de changement de couleur, contenant des électrodes d'étain et d'or et du jus de chou rouge, qui produisait un passage irréversible du violet rougeâtre au bleu lorsque le courant était appliqué.

Dans la dernière étape, l'équipe a assemblé toutes les pièces dans un bloc de cire d'abeille qui contenait les solutions activées par la température et indicatrices dans des chambres séparées, et a démontré que l'appareil auto-alimenté pouvait être utilisé pour la surveillance des aliments surgelés. Les chercheurs affirment que la validation de leur capteur ouvre la voie à l'utilisation de matériaux comestibles dans des technologies peu coûteuses et sûres qui alertent les clients sur l'historique de stockage d'un produit congelé.

Les auteurs remercient le financement du Conseil européen de la recherche, du programme Horizon 2020 de l'Union européenne et de la Sustainability Activity of Istituto Italiano di Tecnologia.

Une nouvelle méthode quantitative, simple et rapide pour détecter la présence d'histamine

«Pêche aux mauvais éléments: une nouvelle méthode quantitative pour évaluer la sécurité des aliments», source Université de Chung-Ang via EurekAlert!

Des scientifiques coréens développent une stratégie efficace mais simple pour quantifier les niveaux d'histamine dans des prélèvements de poisson.

Les consommateurs d'aliments achetés n'ont aucun moyen de vérifier la qualité et la sécurité des aliments que les systèmes de distribution existants livrent dans leurs assiettes.

Malheureusement, une réfrigération inappropriée peut parfois entraîner une altération des aliments, ce qui est souvent difficile à détecter. C'est le cas du maquereau, qui développe facilement des niveaux dangereux d'histamine lorsqu'il est laissé à température ambiante pendant trop longtemps. L'histamine est neurotoxique et peut déclencher des réactions allergiques graves, notamment des éruptions cutanées, des vomissements et de la diarrhée. Étant donné que le poisson altéré peut parfois avoir une apparence et une odeur tout à fait normales, il est important de quantifier avec précision les niveaux d'histamine dans les échantillons de poisson pour s'assurer que la qualité des aliments a été correctement maintenue pendant le transport et le stockage.

Bien que plusieurs techniques de détection de l'histamine existent, elles nécessitent généralement un équipement coûteux et encombrant, ainsi que la présence d'un analyste qualifié. Pour remédier à ces limites, une équipe de scientifiques de l'Université de Chung-Ang, Corée, a récemment mis au point une nouvelle méthode de quantification à la fois simple, efficace et peu coûteuse. Dans leur étude, dirigée par le professeur Tae Jung Park et Jong Pil Park et publiée dans Biosensors and Bioelectronics, l'équipe a décrit leur nouvelle approche basée sur l'utilisation de nanoparticules de carbone fluorescentes et d'une protéine qui se lie fortement à l'histamine.

Premièrement, les scientifiques ont recherché des peptides avec de courtes chaînes d'acides aminés et avec la plus haute affinité et sélectivité contre l'histamine. Pour ce faire, ils ont utilisé la technique de phage display, dans laquelle les protéines externes de virus génétiquement modifiés sont utilisées pour vérifier les interactions chimiques. Après avoir screené avec une grande bibliothèque de peptides, ils ont identifié le meilleur pour leurs besoins, appelé «Hisp3».

Ensuite, les scientifiques ont produit des nanoparticules de carbone fluorescentes appelées «points quantiques de carbone (CQDs pour carbon quantum dots)» et les ont enduites de N-acétyl-L-cystéine (NAC), un composé naturel qui se lie également à Hisp3. Les CQD sont fluorescents, ce qui signifie que lorsqu'ils sont irradiés avec de la lumière ultraviolette, ils réémettent l'énergie capturée à une fréquence visible plus basse. Cependant, leur fluorescence est «éteinte» lorsque Hisp3 est ajouté au mélange, qui se lie au NAC et couvre la surface des CQDs.

Cette dernière partie est essentielle à la méthode car, lorsqu'un échantillon contenant de l'histamine est mélangé avec les CQDs, le Hisp3 se détache du NAC et se lie à l'histamine, rétablissant les niveaux de fluorescence d'origine des CQDs en proportion directe de la concentration d'histamine. En comparant les niveaux de fluorescence initial et final des CQDs à l'aide d'un instrument de détection de fluorescence ou d'une lampe de poche à rayonnement UV portative, il est possible de quantifier indirectement la concentration ou l'intensité de l'histamine dans l'échantillon.

La stratégie proposée a été validée à l'aide de prélèvements de poissons avec des concentrations d'histamine connues et d'autres techniques établies. Étonnamment, la nouvelle méthode s'est avérée plus puissante que les méthodes existantes bien qu'elle soit plus simple, comme le remarque le professeur Park: «Nous avons réussi à mesurer avec précision des concentrations d'histamine allant de 0,1 à 100 parties par million, avec une limite de détection aussi basse que 13 parties par milliard. Cela signifie que notre approche est non seulement plus pratique mais aussi plus efficace et plus sensible que les méthodes actuellement disponibles.»

Ainsi, cette nouvelle méthode peut non seulement détecter les niveaux d'histamine dangereux, mais peut également évaluer l'état et la qualité des produits alimentaires, comme l'explique le professeur Park: «Bien que la détection de l'histamine en tant que facteur dangereux soit importante, notre approche peut également servir à mesurer objectivement la qualité et la fraîcheur des aliments, contribuant ainsi à accroître la sécurité des aliments et au bénéfice des consommateurs.»

En outre, la méthodologie proposée pourrait être appliquée à l'aide d'autres peptides pour déterminer avec précision la concentration de différents produits chimiques dans des prélèvements alimentaires et biomédicaux. Si elle est adoptée par les industries du diagnostic alimentaire et médical, cette méthode pourrait nous fournir l'assurance indispensable que les aliments que nous consommons et les conditions environnementales dans lesquelles nous vivons soient sûrs.

Des nouveaux capteurs semblent révolutionner la détection de contaminants, le cas de l'histamine

«Des chercheurs ont plongé leur nouveau capteur imprimé dans du bouillon de thon et ont regardé la lecture», source communiqué de la Iowa State University.

Il s'est avéré que des capteurs - imprimés avec des imprimantes à jet d'aérosol à haute résolution sur un film polymère flexible et réglés pour tester l'histamine, un allergène et un indicateur du poisson et de la viande altérés – ils peuvent détecter l'histamine jusqu'à 3,41 parties par million.

La Food and Drug Administration des États-Unis a fixé des directives sur l’histamine à 50 parties par million de poissons (selon l’Anses, des teneurs en histamine inférieures à 50 mg/kg sont sans effet toxique.), ce qui rend les capteurs plus que suffisamment sensibles pour suivre la fraîcheur et la sécurité sanitaire des aliments.

La technologie des capteurs est rendue possible par le graphène, un supermatériau qui est un nid d'abeilles en carbone avec juste un atome d'épaisseur et connu pour sa résistance, sa conductivité électrique, sa flexibilité et sa biocompatibilité. Rendre le graphène pratique sur un capteur jetable de sécurité des aliments est une technologie d'impression à jet d'aérosols à faible coût qui est suffisamment précise pour créer les électrodes haute résolution nécessaires aux capteurs électrochimiques pour détecter de petites molécules telles que l'histamine.

«Cette fine résolution est importante», a dit Jonathan Claussen, professeur de génie mécanique à l'Iowa State University et l'un des chefs de file du projet de recherche. « Plus nous pouvons imprimer ces doigts d'électrode de près, en général, plus la sensibilité de ces biocapteurs est élevée. »

Claussen et les autres chefs de projet - Carmen Gomes, professeur de génie mécanique à la State University de l'Iowa et Mark Hersam, professeur Walter P. Murphy de science et d'ingénierie des matériaux à la Northwestern University d'Evanston, Illinois, ont récemment rapporté la découverte de leurs capteurs dans un article publié en ligne, Aerosol-jet-printed graphene electrochemical histamine sensors for food safety monitoring, par la revue 2D Materials.

La National Science Foundation, le ministère américain de l'agriculture, l’Air Force Research Laboratory et le National Institute of Standards and Technology ont soutenu le projet.

L'article décrit comment des électrodes de graphène ont été imprimées par jet d'aérosol sur un polymère flexible, puis converties en capteurs d'histamine en liant chimiquement les anticorps histaminiques au graphène. Les anticorps se lient spécifiquement aux molécules d'histamine.

L'histamine bloque le transfert d'électrons et augmente la résistance électrique, a déclaré Gomes. Ce changement de résistance peut être mesuré et enregistré par le capteur.

« Ce capteur d'histamine n'est pas seulement valable pour les poissons », a déclaré Gomes. « Les bactéries présentes dans les aliments produisent de l'histamine. Cela peut donc être un bon indicateur de la durée de conservation des aliments. »

Les chercheurs pensent que le concept fonctionnera également pour détecter d'autres types de molécules.

« Au-delà de l'étude du cas de l'histamine présentée ici, le (impression par jet d'aérosols) et le processus de fonctionnalisation peuvent probablement être généralisés à un large éventail d'applications de détection, y compris la détection de toxines environnementales, la détection de pathogènes d'origine alimentaire, la surveillance de la santé portable et les diagnostics de santé », ont-ils écrit dans leur article.

Par exemple, en commutant les anticorps liés aux capteurs imprimés, ils pourraient détecter des bactéries comme Salmonella, ou des cancers ou des maladies animales telles que la grippe aviaire, ont écrit les chercheurs.

Claussen, Hersam et d'autres collaborateurs ont démontré une application plus large de la technologie en modifiant les capteurs imprimés par jet d'aérosol pour détecter les cytokines, ou marqueurs de l'inflammation. Les capteurs, comme indiqué dans un récent article publié par ACS Applied Materials & Interfaces, peuvent surveiller la fonction du système immunitaire chez les bovins et détecter la paratuberculose mortelle et contagieuse à un stade précoce.

Claussen, qui travaille avec le graphène imprimé depuis des années, a déclaré que les capteurs ont une autre caractéristique qui les rend très utiles: ils ne coûtent pas beaucoup d'argent et peuvent être mis à l'échelle pour une production en série.

« Tout capteur d’aliment doit être vraiment bon marché », a dit Gomes. « Vous devez tester de nombreux échantillons d'aliments et vous ne pouvez pas ajouter beaucoup de coût. »

Claussen et Gomes savent quelque chose sur l'industrie alimentaire et comment elle teste la sécurité des aliments. Claussen est directeur scientifique et Gomes est directeur de recherche pour NanoSpy Inc., une start-up basée dans le parc de recherche de l'Université d'État de l'Iowa qui vend des biocapteurs à des entreprises de transformation alimentaire.

Ils ont déclaré que la société était en train d'octroyer une licence pour cette nouvelle technologie de capteur d'histamine et de cytokines.

Après tout, c'est ce qu'ils recherchent dans un capteur commercial. « Ceci », a déclaré Claussen, « est une plate-forme de biocapteurs bon marché et évolutive. »

Des capteurs fraîcheur des aliments pourraient remplacer les dates limites de consommation afin de réduire le gaspillage alimentaire

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« Des capteurs fraîcheur des aliments pourraient remplacer les dates limites de consommation afin de réduire le gaspillage alimentaire », selon un communiqué de l’Imperial College de Londres.

Des chercheurs ont mis au point un capteur de l’altération peu coûteux, lu par un smartphone et respectueux de l’environnement pour les conditionnements de viande et de poisson.

Des chercheurs ont dit que le nouveau capteur pourrait aider à détecter les altérations et à réduire le gaspillage alimentaire des supermarchés et des consommateurs.

Un consommateur britannique sur trois jette les aliments uniquement parce qu'ils ont atteint la date limite de consommation, mais soixante pour cent (4,2 millions de tonnes) des 12,5 milliards de livres sterling de nourriture que nous jetons chaque année sont sûrs à consommer.

Ce nouveau capteur qui est un prototype de laboratoire, développé à l'Imperial College de Londres, coûte deux cents américains. Connus sous le nom de ‘paper-based electrical gas sensors’ ou PEGS (ou capteur électrique en papier de gaz), le capteur détecte les gaz de détérioration tels que l’ammoniac et la triméthylamine dans la viande et les produits de poisson.

Les données du capteur peuvent être lues par un smartphone, ce qui permet aux gens de tenir leur téléphone près de l'emballage pour voir si les aliments peuvent être mangés sans danger.

Pour produire les capteurs, les chercheurs ont imprimé des électrodes de carbone sur du papier cellulosique facilement disponible, biodégradable et non toxique. Les capteurs sont combinés à des tags de communication sans contact (NFC pour near field communication), une série de micropuces pouvant être lues par des appareils mobiles.

Lors d’essais en laboratoire sur du poisson et du poulet conditionnés, le PEGS a détecté des quantités infimes de gaz d’altération rapidement et avec plus de précision que les capteurs existants, à une fraction de leur prix.

Les chercheurs disent que les capteurs pourraient aussi éventuellement remplacer la date limite de consommation, un indicateur moins fiable de la fraîcheur et de la comestibilité.

Une réduction des coûts pour les distributeurs pourrait également éventuellement réduire le coût des aliments pour les consommateurs.

L’étude a été publiée dans ACS Sensors.

« Bien qu'ils soient conçus pour assurer notre sécurité sanitaire, les dates limites de consommation peuvent entraîner l'élimination d'aliments comestibles », a déclaré Firat Güder, chercheur principal au département de bio-ingénierie de l’Imperial College. « En fait, les dates limites de consommation ne sont pas complètement fiables en termes de sécurité sanitaire, car des personnes tombent souvent malades de maladies d'origine alimentaire en raison d'un stockage inadéquat, même lorsqu'un article est dans les limites de son utilisation. »

« Les citoyens veulent avoir la certitude que leur aliment est sûr à consommer et éviter de jeter de des aliments inutilement car ils ne sont pas en mesure de juger de sa sécurité sanitaire », a-t-il dit. « Ces capteurs sont suffisamment bon marché pour que nous espérions que les supermarchés pourront les utiliser d'ici trois ans. »

Un nouveau test détecte la contamination bactérienne en 90 minutes, selon une étude

« Un nouveau test détecte la contamination bactérienne en 90 minutes, selon une étude », source Meatingplace du 2 février 2019.

Des chercheurs de l'Université Queen's à Belfast ont mis au point un nouveau test comprenant un biomarqueur enzymatique capable de détecter les marqueurs enzymatiques de maladies, appelés protéases, chez l'homme, les animaux et les produits alimentaires.

En utilisant cette approche, les protéases peuvent être détectées en 90 minutes sans recourir à du matériel de laboratoire compliqué ou coûteux et ne doivent pas nécessairement être réalisées en laboratoire, ont indiqué les chercheurs dans un communiqué de presse.

Les protéases sont essentielles à la croissance microbienne et sont responsables de la progression de nombreuses maladies. Les taux de protéases peuvent être très élevés dans l'urine des patients atteints de néphropathie diabétique ou sur les plaies infectées. Dans les aliments, les protéases produites par des bactéries contaminant la viande et les produits laitiers peuvent conduire à la rancidité, ainsi qu’à une diminution de la durée de conservation et de la qualité.

Le nanocapteur à base de nanoparticules d'or indique le moment où les protéases sont présentes lors d'une réaction visible de changement de couleur. L'approche a été testée sur du lait et de l'urine, mais elle pourrait être adaptée à plusieurs autres applications, ont rapporté les chercheurs.

Le chercheur principal, Cuong Cao, a déclaré que la portée potentielle du nouveau test est « énorme ».

« L'utilisation de molécules autres que la caséine pour recouvrir la surface a le potentiel de détecter d'autres types de biomarqueurs enzymatiques », a dit Cao. « [Cette nouvelle approche] pourrait changer le paysage de la détection et du diagnostic des biomarqueurs enzymatiques, ce qui aurait un impact non seulement sur la sécurité des aliments, mais aussi sur le diagnostic des maladies liées aux enzymes chez les animaux et chez l'homme. »

L'article est paru en accès libre dans la revue Nano Research.

La conception de capteurs à base de graphène pourrait améliorer la sécurité des aliments

« La conception de capteurs à base de graphène pourrait améliorer la sécurité des aliments », source article de Julie Larson Bricher du 3 janvier paru dans Meatingplace.

Un nouveau modèle de capteur pourrait un jour faciliter la détection d'agents pathogènes d'origine alimentaire tels que Salmonella et Listeria dans les aliments avant que les produits ne se retrouvent dans les rayons des supermarchés, affirment des chercheurs.

Dans la revue Optical Materials Express, publiée par l’Optical Society of America, des chercheurs ont annoncé un nouveau concept de capteur capable de détecter simultanément plusieurs substances, notamment des bactéries dangereuses et d'autres agents pathogènes. En plus de la sécurité des aliments, la nouvelle conception pourrait améliorer la détection de gaz et de produits chimiques pour un large éventail d'autres applications.

Crédit National Physical Laboratory

« Notre conception est basée sur des feuilles de graphène, qui sont des cristaux de carbone bidimensionnels d'un atome d'épaisseur », a déclaré Bing-Gang Xiao, membre de l'équipe de recherche, de l'Université de Chine Jiliang dans un communiqué de presse publié par l’Optical Society. « Le capteur est non seulement très sensible, mais peut également être réglé facilement pour détecter différentes substances. »

Selon les chercheurs, les excellentes propriétés optiques et électroniques du graphène le rendent attractif pour les capteurs utilisant des ondes électromagnétiques connues sous le nom de plasmons, qui se propagent à la surface d'un matériau conducteur en réponse à l'exposition à la lumière. Une substance peut être détectée en mesurant l'évolution de l'indice de réfraction du capteur lorsqu'une substance d'intérêt est proche de la surface du graphène.

Pour le nouveau capteur, les chercheurs ont utilisé des calculs théoriques et des simulations pour concevoir un ensemble de disques de graphène nanométriques contenant chacun un trou excentré. L'interaction entre les disques et leurs trous crée ce que l'on appelle l'effet d'hybridation de plasmons, ce qui augmente la sensibilité de l'appareil. Le trou et le disque créent également différents pics de longueur d'onde pouvant être utilisés pour détecter simultanément la présence de différentes substances.

Les chercheurs s’emploient actuellement à améliorer le processus qui serait utilisé pour créer un réseau de disques nanométriques. La précision à laquelle ces structures sont fabriquées aura un impact important sur les performances du capteur.

« Nous souhaitons également déterminer si l’effet d’hybridation plasmon du graphène pourrait être utilisé pour faciliter la conception de dispositifs de communication optiques à double bande en infrarouge moyen », a déclaré Xiao.

NB : L’article est disponible intégralement et gratuitement ici.