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Real-time non-invasive characterization and selection of oil-producing microalgae at the single-cell level

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Les algues, une source d'énergie renouvelable

Certaines algues contiennent beaucoup d'huile, bien plus que le palmier à huile ou le tournesol, ce qui en fait des candidats à la production de biocarburant à grande échelle. Une nouvelle technique destinée à optimiser la production d'huile pourrait avoir un impact majeur sur l'agenda de l'UE en matière d'énergie renouvelable.

Énergie

En plus de produire des huiles, les algues ont une croissance rapide et n'entrent pas en compétition avec les cultures vivrières pour les terres arables. Pour l'exploitation économique, il est cependant crucial d'optimiser le contenu de l'huile. Le potentiel d'utilisation de l'huile des algues comme biocarburant est largement lié au degré de saturation de ses acides gras, et son contenu en iode en constitue un indicateur. Plus le niveau d'iode est élevé, plus le degré de saturation est faible et moins l'algue convient à la production de biocarburant. Les scientifiques du projet FUEL MAKING ALGAE, financé par l'UE, ont développé une méthode pour contrôler, évaluer et trier des algues unicellulaires, in vivo et en temps réels. Ils se sont particulièrement intéressés au métabolisme cellulaire et aux métabolites, ainsi qu'à l'optimisation du photobioréacteur. Les scientifiques ont utilisé des pinces optiques Raman sophistiquées ainsi que la spectroscopie Raman pour piéger des algues unicellulaires et évaluer leur contenu en iode. Pour analyser le spectre, ils ont développé avec Matlab un programme d'analyse chimiométrique multivarié. En utilisant la lithographie douce, ils ont réalisé des canaux microfluidiques pour le confinement et la distribution des cellules. Les chercheurs de FUEL MAKING ALGAE ont développé et testé le dispositif de tri algal qui utilise les pinces optiques Raman et la puce microfluidique. Ils ont démontré la possibilité d'estimer les niveaux de lipides et d'iode dans les cellules algales isolées, en temps réel, in vivo et de façon non invasive. Cette technique a un grand potentiel pour améliorer la production de lipides par les algues. Elle peut servir à sélectionner des producteurs intrinsèquement de bonne qualité et à modifier les conditions de nutrition ou de culture, comme le stress physiologique, la lumière ou la disponibilité du carbone. Une mise en oeuvre à grande échelle pourrait permettre à un très grand nombre de petits organismes d'avoir un impact positif sur la sécurité mondiale de l'énergie et le changement climatique.

Mots‑clés

Algues, énergie renouvelable, pétrole, biocarburant, iode, unicellulaires, in vivo, temps réel, bioréacteur, pinces optiques Raman, spectroscopie, microfluidique, lithographie, sécurité de l'énergie, changement climatique

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