Des chercheurs de Concordia ont développé un nouveau système utilisant de minuscules nanocapteurs appelés points de carbone pour détecter la présence du glyphosate, un produit chimique largement utilisé. Leur recherche, intitulée « Détection ratiométrique du glyphosate dans l'eau à l'aide de doubles points de carbone fluorescents », est publiée dans Sensors. .
Le glyphosate est un pesticide présent dans plus de 750 produits agricoles, forestiers, urbains et domestiques, y compris le populaire désherbant Roundup de Monsanto. C'est également controversé :des études ont lié sa surutilisation à la pollution de l'environnement et au cancer chez l'homme. Sa vente est interdite ou restreinte dans des dizaines de pays et juridictions, y compris le Canada.
Le système des chercheurs s'appuie sur l'interaction chimique des points de carbone avec le glyphosate pour détecter sa présence. Les points de carbone sont des particules fluorescentes extrêmement petites, dont la taille ne dépasse généralement pas 10 ou 15 nanomètres (un cheveu humain mesure entre 80 000 et 100 000 nanomètres). Mais lorsqu'ils sont ajoutés à des solutions aqueuses, ces nanomatériaux émettent une fluorescence bleue et rouge.
Les chercheurs ont utilisé une technique d’analyse appelée test ratiométrique d’auto-référencement pour déterminer les niveaux de glyphosate dans une solution. La fluorescence rouge émise par les points de carbone lorsqu'ils sont exposés à diverses concentrations du produit chimique et à différents niveaux de pH est comparée à un contrôle dans lequel aucun glyphosate n'est présent. Dans tous les tests, la fluorescence bleue est restée inchangée, donnant aux chercheurs un point de référence commun pour les différents tests.
Ils ont observé que des niveaux plus élevés de glyphosate éteignaient la fluorescence rouge, ce qu'ils ont attribué à l'interaction du pesticide avec la surface des points de carbone.
"Notre système diffère des autres car nous mesurons l'aire située entre deux pics (deux signatures fluorescentes) sur le spectre visible", explique Adryanne Clermont-Paquette, titulaire d'un doctorat. candidat en biologie et auteur principal de l'article. "Il s'agit de la zone intégrée entre les deux courbes. La mesure ratiométrique nous permet d'ignorer des variables telles que la température, les niveaux de pH ou d'autres facteurs environnementaux. Cela nous permet de regarder uniquement les niveaux de glyphosate et de points de carbone présents dans le système. "
"En comprenant la chimie à la surface de ces très petits points et en connaissant leurs propriétés optiques, nous pouvons les utiliser à notre avantage pour de nombreuses applications différentes", explique Rafik Naccache, professeur agrégé de chimie et de biochimie et auteur superviseur de l'article.
Les assistants de recherche Diego-Andrés Mendoza et Amir Sadeghi, ainsi que le professeur agrégé de biologie Alisa Piekny, sont co-auteurs.
Naccache affirme que la technique est conçue pour détecter des quantités infimes de pesticide. La technique qu'ils ont développée est suffisamment sensible pour pouvoir détecter la présence de pesticides à des niveaux aussi bas que 0,03 parties par million.
"Le défi est toujours dans l'autre sens, pour voir jusqu'où nous pouvons descendre en termes de sensibilité et de sélectivité", dit-il.
Il reste encore beaucoup à faire avant que cette technologie puisse être largement utilisée. Mais comme le souligne Clermont-Paquette, cet article représente un début important.
"Comprendre l'interaction entre le glyphosate et les points de carbone est une première étape. Si nous voulons aller plus loin et en faire une application réelle, nous devons commencer par les fondamentaux."
Plus d'informations : Adryanne Clermont-Paquette et al, Détection ratiométrique du glyphosate dans l'eau à l'aide de deux points de carbone fluorescents, Capteurs (2023). DOI :10.3390/s23115200
Fourni par l'Université Concordia
