Des chercheurs du Karolinska Institutet en Suède ont mis au point un minuscule capteur permettant de détecter les pesticides sur les fruits en quelques minutes seulement. La technique, décrite comme une démonstration de concept dans un article de la revue Advanced Science, utilise des nanoparticules d'argent pulvérisées à la flamme pour augmenter le signal des produits chimiques. Bien qu'encore à un stade précoce, les chercheurs espèrent que ces nanocapteurs pourraient aider à découvrir les pesticides alimentaires avant leur consommation.
« Les rapports montrent que jusqu'à la moitié des fruits vendus dans l'UE contiennent des résidus de pesticides qui, en grandes quantités, ont été associés à des problèmes pour la santé humaine », explique Georgios Sotiriou, chercheur principal au département de microbiologie, de biologie tumorale et cellulaire du Karolinska Institutet, et auteur correspondant de l'étude. « Mais les techniques actuelles de détection des pesticides sur des produits individuels avant leur consommation sont limitées dans la pratique par le coût élevé et la difficulté de fabrication de ses capteurs. Pour remédier à cela, nous avons mis au point des nanocapteurs peu coûteux et facilement reproduisibles qui pourraient être utilisés pour surveiller les traces de pesticides sur les fruits, par exemple dans les magasins. »
Les nouveaux nanocapteurs utilisent une découverte des années 1970 connue sous le nom de diffusion Raman renforcée en surface, ou SERS, une technique de détection puissante qui peut multiplier par plus d'un million les signaux de diagnostic des biomolécules sur les surfaces métalliques. Cette technologie a été utilisée dans plusieurs domaines de recherche, notamment l'analyse chimique et environnementale ainsi que la détection de biomarqueurs pour diverses maladies. Toutefois, les coûts de production élevés et la reproductibilité limitée d'un lot à l'autre ont jusqu'à présent entravé son application à grande échelle dans le domaine du diagnostic de la sécurité alimentaire.
Technologie de vaporisation à flamme
Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont créé un nanocapteur SERS en utilisant la vaporisation à la flamme - une technique bien établie et rentable pour déposer un revêtement métallique - pour déposer de petites gouttelettes de nanoparticules d'argent sur une surface en verre.
« La pulvérisation à la flamme peut être utilisée pour produire rapidement des films SERS uniformes sur de grandes surfaces, éliminant ainsi l'un des principaux obstacles à l'évolutivité », explique Haipeng Li, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Sotiriou et premier auteur de l'étude.
Détection de pesticides sur des pommes
Pour tester l'application pratique des capteurs, les chercheurs les ont étalonnés pour détecter de faibles concentrations de parathion-éthyle, un insecticide agricole toxique interdit ou réglementé dans la plupart des pays. Une petite quantité de parathion-éthyle a été placée sur une partie d'une pomme. Les résidus ont ensuite été recueillis à l'aide d'un coton-tige immergé dans une solution pour dissoudre les molécules de pesticide. La solution a été déposée sur le capteur, qui a confirmé la présence de pesticides.
Les chercheurs souhaitent ensuite examiner si les nanocapteurs peuvent être appliqués à d'autres domaines, comme la découverte de biomarqueurs pour des maladies spécifiques sur le lieu de soins dans des environnements aux ressources limitées.
Cette recherche a été financée par le Conseil européen de la recherche (CER), le Karolinska Institutet, la Fondation suédoise pour la recherche stratégique (SSF) et le Conseil suédois de la recherche.
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