Un nouveau capteur photonique est capable de détecter rapidement les bactéries et les pesticides sur les fruits et légumes
Des chercheurs soutenus par le projet GRACED, financé par l’UE, développent un capteur innovant susceptible de renforcer considérablement le contrôle de la sécurité alimentaire en Europe. Ce capteur photonique ultrasensible sera capable de détecter de manière fiable des traces microscopiques de produits chimiques et de bactéries nocives sur les fruits et légumes, en quelques minutes seulement. Le contrôle de ces aliments est un processus généralement onéreux et chronophage. Les tests de lots aléatoires, dont les échantillons sont envoyés aux laboratoires à des fins d’analyse, prennent parfois deux à trois jours pour livrer un résultat. Étant donné que les fruits et légumes peuvent se dégrader rapidement et que les inspections sont coûteuses, les producteurs ont souvent recours à des contrôles de sécurité moins nombreux. Face à ces contraintes de temps et ces coûts, il est également exclu de procéder à des tests dans les supermarchés et les restaurants, où les inspections alimentaires pourraient jouer un rôle décisif dans la protection de la santé des consommateurs. L’importance d’un meilleur contrôle de la sécurité alimentaire est mise en exergue par les quelque 385 millions de personnes qui, chaque année dans le monde, sont victimes d’un empoisonnement involontaire, dont 11 000 en succombent. Il est bien connu que les résidus de pesticides ingérés par le biais des aliments ou de l’eau compromettent les systèmes immunitaire, endocrinien et nerveux de l’organisme, et jouent un rôle dans un large éventail de pathologies, notamment les malformations congénitales et le cancer. «Face aux milliers de décès dans le monde, il est urgent de mettre au point un nouveau dispositif de contrôle rapide qui soit à la fois précis, très sensible et bon marché à produire», précise Alessandro Giusti, directeur R&D et coordinateur du projet GRACED, rattaché au Cyprus Research and Innovation Center (CyRIC), dans un communiqué de presse publié sur «EURACTIV PR».
Détecter les contaminants jusqu’à 100 fois plus rapidement
Le dispositif de contrôle très sensible développé utilise la lumière laser pour détecter les pesticides et les bactéries sans avoir à utiliser de produits chimiques ou de colorants comme marqueur. Appelé capteur à multiplexage bimodal plasmo-photonique, ce dispositif est capable de détecter la moindre trace de pesticides ou de bactéries 50 à 100 fois plus rapidement que les technologies actuelles. De plus, étant donné que les récepteurs à la surface du capteur sont adaptés à une bactérie ou à un produit chimique particulier, seuls les analytes d’intérêt sont capturés par le capteur, qui produit un signal unique en présence d’une substance nocive. Comment fonctionne-t-il exactement? La lumière circulant dans le capteur génère un champ évanescent entièrement exposé sur la surface du capteur. Lorsqu’un échantillon traverse le capteur, la vitesse de la lumière laser change, ce qui modifie le motif d’interférence à la sortie. Cela permet aux récepteurs à la surface du capteur d’identifier le produit chimique ou la bactérie nocif et de poser un diagnostic instantané. «Une seule puce se charge de tout le traitement — nos travaux visent à détecter simultanément sept analytes différents en moins de 30 minutes (temps de préparation de l’échantillon compris)», explique Alessandro Giusti. Selon le directeur du CyRIC, la technologie peut être utilisée pour déterminer les niveaux de contamination de n’importe quel produit, qu’il agisse de l’eau utilisée sur les plantes ou des fruits et légumes eux-mêmes. «Les fermes verticales ou urbaines sont un peu comme un laboratoire où tout se déroule dans des salles contrôlées. Le contrôle de la qualité de l’eau est très important pour le succès de ces types de fermes, et si ce processus est automatisé, c’est encore mieux. Certaines fermes urbaines utilisent des “eaux grises” — l’eau du puits utilisée pour l’irrigation — où le risque de contamination existe. Ainsi, une solution comme la nôtre sera hautement complémentaire à la production alimentaire futuriste.» La technologie GRACED (Ultra-compact, low-cost plasmo-photonic bimodal multiplexing sensor platforms as part of a holistic solution for food quality monitoring) sera testée dans différents systèmes de production et de distribution en France, en Italie et en Hongrie. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet GRACED
Mots‑clés
GRACED, capteur photonique, capteur, bactéries, pesticides, sécurité alimentaire, contrôle, eau, fruits, légumes
