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Real time monitoring of SEA contaminants by an autonomous Lab-on-a-chip biosensor

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Protéger les produits de la mer contre la pollution marine

Dans le cadre du projet SEA-ON-CHIP, financé par l'UE, des chercheurs ont mis au point un système d'avertissement précoce qui effectue en temps réel une analyse des eaux de mer dans des conditions de stress multiples.

Changement climatique et Environnement
Alimentation et Ressources naturelles

La contamination chimique des régions maritimes de l'Europe, qui représentent plus de 40 % du PNB de l'UE, fait peser une immense menace sur notre environnement, notre santé (par l'intermédiaire de la chaîne alimentaire) et les industries concernées telles que la pêche. La sécurité des produits de la mer dépend de la qualité de l'eau. Comme la grande majorité des sites d'aquaculture sont situés dans les zones côtières, ils sont particulièrement vulnérables aux polluants libérés dans l'environnement par des sources anthropiques ou naturelles, ainsi qu'aux biotoxines produites par la prolifération d'algues nuisibles. Un grand nombre de ces contaminants sont absorbés par les organismes aquatiques et pénètrent dans la chaîne alimentaire, affectant au final la santé des consommateurs. Même s'il s'agit d'une question complexe, une solution pour réduire les effets de la pollution marine consiste à utiliser des systèmes d'avertissement précoce dotés d'une sensibilité extrême et d'une excellente sélectivité. Le projet SEA-ON-A-CHIP, financé par l'UE, a développé un tel système. Il a produit une plate-forme distante d'immunocapteur miniaturisée, autonome et souple basée sur un réseau totalement intégré de micro / nano-électrodes et d'un système microfluidique dans une configuration de 'laboratoire sur puce'. Combiné à une détection électrochimique, le système analyse en temps réel les eaux marines subissant plusieurs facteurs de stress. Une solution autonome et compacte Le dispositif de SEA-ON-A-CHIP est un immunocapteur compact, autonome et multianalyte à transduction impédimétrique. Son immunocapteur électrochimique est intégré à un système microfluidique automatisé connecté à une chambre de prétraitement d'échantillon. C'est dans cette chambre, que se déroule le processus de nettoyage et la pré-concentration des composés à mesurer, en utilisant la reconnaissance immunitaire. Les informations sont ensuite envoyées pour l'étape de détection, qui se déroule dans l'immunocapteur électrochimique du laboratoire sur puce, les signaux étant alors communiqués à un centre de contrôle distant. Chaque dispositif peut réaliser huit mesures, de façon simultanée et en double. Compte tenu des environnements difficiles dans lesquels ils opèrent, les dispositifs peuvent assurer des mesures autonomes en temps réel au moins une fois par heure pendant une durée maximale d'un mois. L'utilisateur peut également connecter autant de dispositifs que nécessaire à la même plate-forme, ce qui se traduit pas un système très souple et peu coûteux. «Grâce à l'utilisation de systèmes microélectromécaniques et de microélectrodes dans des substrats polymères souples, on a pu considérablement réduire le coût de production de ces dispositifs», explique Damia Barcelo, coordinateur du projet. Des avantages qui ne se limitent pas à l'aquaculture Selon M. Barcelo, les nombreux avantages et opportunités liés à SEA-ON-A-CHIP ont été démontrés à des clients potentiels, et les premiers retours ont été très positifs. «Le système s'est avéré bénéfique pour les installations aquacoles, où il fournit une évaluation rapide de huit contaminants courants issus de cinq groupes de composés affectant la production aquacole, ainsi que des contaminants produits par l'industrie qui ont des effets négatifs sur l'environnement et la santé humaine», déclare M. Barcelo. Il poursuit en expliquant que «bien qu'ayant été développé pour l'industrie aquacole, le système de SEA-ON-A-CHIP peut facilement être adapté à d'autres composés et situations cibles, comme l'analyse de la contamination des eaux côtières.»

Mots‑clés

SEA-ON-A-CHIP, aquaculture, pollution maritime, contamination des côtes, mesures autonomes, chaîne alimentaire

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