L'éthylène est une hormone végétale gazeuse qui régule un large éventail de processus biologiques chez les plantes. Il est associé aux processus de maturation d'un certain nombre de fruits tels que les pommes et les poires. Une meilleure compréhension des effets de la concentration d'éthylène sur le processus de maturation peut conduire à une meilleure gestion de la récolte des fruits, stockage et transport. Cependant, les méthodes actuelles utilisées pour mesurer l'éthylène gazeux prennent du temps et reposent sur des méthodes instrumentales sophistiquées. Ces méthodes comprennent la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie photoacoustique.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Huang Dejian du programme des sciences et technologies alimentaires du département de chimie, NUS a développé des sondes fluorescentes qui offrent un moyen pratique de détecter visuellement la présence d'éthylène gazeux libéré par le processus de maturation des fruits grâce à un simple microscope à fluorescence. Les sondes sont développées à partir d'une classe de complexes de carbène de métaux de transition connus sous le nom de catalyseurs de Grubbs et peuvent détecter l'éthylène jusqu'à un niveau de 0,9 ppm (parties par million) dans l'air. En présence d'autres espèces gazeuses possibles qui peuvent également être émises par la maturation des fruits (par exemple, le dioxyde de carbone, dioxyde de soufre et sulfure d'hydrogène), l'équipe de recherche a constaté que l'efficacité de la sonde dans la détection de l'éthylène gazeux n'est pas affectée, montrant que la sonde est sélective. Cette sonde pourrait être utilisée pour déterminer la formation d'éthylène pendant la maturation des fruits afin de déterminer les niveaux de maturité des fruits pour la récolte et le stockage.

La sonde contient des molécules faiblement fluorescentes qui sont activées lorsqu'elles sont exposées à l'éthylène gazeux. L'intensité de la couleur augmente lorsque plus d'éthylène gazeux est détecté. L'équipe de recherche a utilisé la sonde pour surveiller le gaz éthylène émis par quatre types de fruits différents (fruit de la passion, avocat, banane et pomme) et a constaté que le taux de libération d'éthylène augmente linéairement avec le temps de stockage. Leurs résultats sont cohérents avec les études précédentes utilisant d'autres méthodes de détection, montrant le potentiel d'application des sondes.

Le professeur Huang a dit :"Cette recherche ouvre une nouvelle voie pour l'application des catalyseurs de Grubbs dans la chimie bioanalytique de l'éthylène, ce qui est important pour la biologie végétale, l'agriculture et l'industrie alimentaire."