Les chercheurs ont utilisé les restes fossilisés d'algues pour franchir une étape clé vers la détection plus sensible des contaminants nocifs dans les aliments.

Les résultats sont importants car les statistiques sur les maladies d'origine alimentaire brossent un tableau sombre :chaque année, 48 millions de personnes tombent malades à cause d'aliments contaminés, 128, 000 finissent à l'hôpital, et 3, 000 meurent, selon les Centers for Disease Control and Prevention.

Les travaux d'Alan Wang du Collège d'ingénierie de l'Oregon State University et de ses collaborateurs en Chine impliquaient la diatomite, qui est dérivé de parois cellulaires fossilisées de diatomées, et des nanoparticules d'or.

Diatomées, dont les espèces sont au nombre de plus de 200, 000, détiennent un grand potentiel pour la biodétection, avec leurs parois cellulaires complexes, connu sous le nom de frustules, offrant des applications nanotechnologiques prometteuses.

Diatomite, Wang note, "est essentiellement composé de biosilice hydratée avec des nanopores périodiques et il possède des caractéristiques de cristal photonique."

Ces caractéristiques permettent à la nanostructure de modifier le mouvement de la lumière - pensez à l'irisation des opales, gemmes auxquelles les frustules de diatomées ont été comparés.

« Dans cette recherche, les caractéristiques du cristal photonique améliorent l'intensité du champ optique, ce qui signifie une détection avec une plus grande sensibilité, " dit Wang, professeur agrégé de génie électrique et informatique.

Les chercheurs ont utilisé la diatomite comme matrice d'une plaque de chromatographie en couche mince et également comme substrat pour la diffusion Raman améliorée en surface.

Chromatographie sur couche mince, ou CCM, est de longue date, technologie simple largement utilisée dans la séparation de petites molécules, et la spectroscopie Raman à surface augmentée, connu sous le nom de SERS, est une plateforme de détection d'agents chimiques et biologiques.

"En tandem, SERS et TLC peuvent créer une méthode puissante pour l'identification sur site des contaminants qui est simple et rapide et ne nécessite aucun prétraitement compliqué des échantillons, " a dit Wang.

Wang et des chercheurs de deux universités en Chine - Liaoning Shihua University et Shandong University of Science and Technology - ont construit un dispositif à cristal photonique "laboratoire sur puce" qui a réussi à surveiller l'histamine dans le saumon et le thon.

"L'histamine provient de la décomposition de la viande, " a déclaré Wang. " Il n'a ni odeur ni goût et sa consommation entraîne des symptômes tels que des maux de tête et des éruptions cutanées. Le poisson frais contient généralement des quantités négligeables d'histamine, mais certains poissons comme le thon et les sardines sont particulièrement susceptibles d'en produire s'ils ne sont pas correctement stockés avant d'être consommés."

Non seulement il est impossible pour les gens de savoir s'ils consomment de l'histamine, historiquement, il a également été difficile de le détecter scientifiquement.

"En solution c'est très simple, mais enterré dans la nourriture, c'est très dur simplement à cause de toutes les interférences de fond résultant des composants compliqués de la viande, " dit-il. " Les protéines, graisses, les glucides, ils obscurcissent tous le signal de l'histamine lorsque vous essayez de le détecter."

Mais les propriétés cristallines photoniques de la diatomite agissent comme une solution innovante, amplificateur puissant pour la détection optique.

"Les nanoparticules d'or et la couche de diatomite fournissent près de 10 fois l'intensité du signal SERS par rapport à une plaque de chromatographie sur gel de silice commune, ", a déclaré Wang. "Nous avons conçu un dispositif simple et peu coûteux pour isoler et identifier les contaminants. Ce dispositif sur puce peut être utilisé comme biocapteur bon marché et robuste pour surveiller une variété d'ingrédients nocifs dans des échantillons d'aliments. »