Si nous pouvions distinguer l'authenticité des médicaments et des aliments contrefaits ou falsifiés simplement en les regardant, nous pourrions économiser de l'argent et des vies chaque année, surtout dans le monde en développement, où le problème est le plus grave. Malheureusement, les technologies capables de détecter de quoi est composé un échantillon sont chères, énergivore, et largement indisponibles dans les régions où ils sont le plus nécessaires.

Cela peut changer avec une nouvelle technique simple développée par des ingénieurs de l'Université de Californie, Riverside qui peut détecter les faux médicaments à partir d'une vidéo prise alors que l'échantillon subit une perturbation.

Si vous avez déjà utilisé des outils photo en ligne, vous avez probablement vu comment ces outils utilisent des algorithmes d'analyse d'images pour catégoriser vos photos. En distinguant les différentes personnes de vos photos, ces algorithmes permettent de retrouver facilement toutes les photos de votre fille ou de votre père. Maintenant, dans la revue ACS Science centrale , les chercheurs rapportent avoir utilisé ces algorithmes pour résoudre un problème très différent :identifier les faux médicaments et autres produits potentiellement dangereux.

Appelé "chrono-impression, " la technologie ne nécessite que quelques équipements relativement peu coûteux et des logiciels gratuits pour distinguer avec précision les aliments et les médicaments purs et de qualité inférieure.

L'Organisation mondiale de la santé affirme qu'environ 10 pour cent de tous les médicaments dans les pays à revenu faible et intermédiaire sont contrefaits, et la fraude alimentaire est un problème mondial qui coûte aux consommateurs et à l'industrie des milliards de dollars par an. Les aliments et les médicaments frauduleux gaspillent de l'argent et mettent en danger la santé et la vie de leurs consommateurs. Mais détecter les contrefaçons et les fraudes nécessite un équipement coûteux et des experts hautement qualifiés.

William Grover, professeur adjoint de bio-ingénierie au Marlan et Rosemary Bourns College of Engineering de l'UC Riverside, et Brittney McKenzie, un doctorant au laboratoire de Grover, s'est demandé s'il serait possible de distinguer les médicaments et les aliments authentiques des aliments falsifiés en observant comment ils se comportent lorsqu'ils sont perturbés par des changements de température ou d'autres causes. Deux substances de compositions identiques doivent répondre de la même manière à une perturbation, et si deux substances semblent identiques mais répondent différemment, leur composition doit être différente, raisonnaient-ils.

McKenzie a conçu un ensemble d'expériences pour tester cette idée. Elle a chargé des échantillons d'huile d'olive pure, l'un des aliments les plus frelatés au monde, et sirop contre la toux, qui est souvent dilué ou contrefait dans le monde en développement, dans de minuscules canaux sur une puce microfluidique, et refroidi rapidement dans l'azote liquide. Une caméra de microscope USB a filmé les échantillons réagissant au changement de température.

McKenzie et Grover ont écrit un logiciel qui convertit la vidéo en image bitmap. Parce que l'image a montré comment l'échantillon a changé au fil du temps, les chercheurs l'ont appelé une « empreinte chronologique ».

L'équipe a ensuite utilisé des algorithmes d'analyse d'images pour comparer différentes chronoempreintes de la même substance. Ils ont découvert que chaque substance pure avait une empreinte chronologique fiable sur plusieurs tests.

Prochain, ils ont répété l'expérience avec des échantillons d'huile d'olive diluée avec d'autres huiles et du sirop contre la toux dilué avec de l'eau. Les échantillons frelatés ont produit des chronoprints différents des échantillons purs. La différence était si grande, tellement évident, et si cohérent que les chercheurs ont conclu que les chronoempreintes et les algorithmes d'analyse d'images peuvent détecter de manière fiable certains types de fraude alimentaire et médicamenteuse.

"Les différences visuelles significatives entre les échantillons étaient à la fois inattendues et excitantes, et avec eux étant cohérents, nous savions que cela pourrait être un moyen utile d'identifier un large éventail d'échantillons, " a déclaré McKenzie.

Grover a déclaré que leur technique crée une nouvelle connexion puissante entre la chimie et l'informatique.

"En convertissant essentiellement un échantillon chimique en une image, nous pouvons profiter de tous les différents algorithmes d'analyse d'images que les informaticiens ont développés, " dit-il. " Et à mesure que ces algorithmes s'améliorent, notre capacité à identifier chimiquement un échantillon devrait s'améliorer, trop."

Les chercheurs ont utilisé des liquides dans leurs expériences, mais notent que la méthode pourrait également être utilisée sur des matériaux solides dissous dans l'eau, et d'autres types de perturbations, comme la chaleur ou une centrifugeuse, pourrait être utilisé pour des substances qui ne réagissent pas bien au gel. La technique est facile à apprendre, rendant inutiles les experts hautement qualifiés. Chronoprinting nécessite un équipement et un logiciel de qualité amateur téléchargeables gratuitement sur le site Web du laboratoire de Grover, le mettant bien à la portée des agences gouvernementales et des laboratoires aux ressources limitées.

Le papier, « Chronoprints : Identifier les échantillons en visualisant leur évolution dans l'espace et dans le temps, " par Brittney A. McKenzie, Jessica Robles-Najar, Eric Duong, Philippe Brisk, et William H. Grover, est publié dans ACS Science centrale .