Des étudiants fabriquent un appareil pour détecter les résidus d'antibiotiques dans les aliments

En appliquant la technologie des capteurs électrochimiques, un groupe d'étudiants de l'Université de Technologie (VNU) a développé un appareil capable de déterminer les résidus d'antibiotiques dans le lait, la viande, les fruits de mer... à de faibles concentrations.

Depuis août 2022, Tran Van Dinh et Nguyen Van Khanh, étudiants de la classe K65 de l'Université de technologie, ont commencé à rechercher le processus de détermination des résidus de l'antibiotique chloramphénicol (CAP) dans les aliments sur la base de techniques d'analyse électrochimique.

Tran Van Dinh, représentant de l'équipe de recherche, a déclaré que le matériau utilisé par l'équipe dans l'étude est des nanoparticules superparamagnétiques de Fe3O4, utilisées pour modifier l'électrode du capteur électrochimique, améliorant ainsi les performances et renforçant le signal de détection des résidus d'antibiotiques CAP dans les aliments à de faibles concentrations.

Les nanoparticules superparamagnétiques de Fe3O4 ont été sélectionnées pour leur conductivité électrique élevée, leur stabilité chimique et leurs performances électrochimiques supérieures. Elles présentent notamment une bonne biocompatibilité, une forte capacité d'adsorption de substances organiques telles que les CAP dans les aliments et un faible coût de production.

Équipe de recherche en laboratoire. Photo : NVCC — La courbe CV permet de mesurer la sensibilité et le signal du capteur lorsque le dispositif électrochimique est connecté à l'ordinateur. Photo : *NVCC*

Sous la direction des enseignants, l'équipe de recherche a conçu en sept mois un dispositif doté d'une technologie de capteur à trois électrodes et offrant trois fonctions (fonctionnement, comparaison et référencement). Ce dispositif repose sur le principe de l'interaction de capteurs électrochimiques avec des antibiotiques. Les variations de cette interaction seront enregistrées sur le système de mesure électrochimique.

Plus précisément, les nanoparticules superparamagnétiques de Fe₃O₄ présentes sur l'électrode de travail du capteur interagissent avec l'antibiotique CAP présent dans l'échantillon alimentaire. Dès que l'interaction se produit, les paramètres électrochimiques et la résistance du capteur changent. Cette modification est enregistrée puis transmise au système de mesure et de contrôle.

Grâce à des appareils de mesure et à des méthodes d'analyse du signal, les valeurs mesurées par le capteur sont traitées et analysées, permettant ainsi de déterminer les résidus d'antibiotiques CAP dans les échantillons alimentaires. L'analyse dure généralement de 3 à 5 minutes.

Pour être utilisés, des échantillons alimentaires tels que la viande, les fruits de mer, etc. sont préparés et traités pour analyse. Ensuite, l'échantillon est placé dans un capteur électrochimique connecté à un système de mesure électrochimique pour enregistrer et traiter le signal.

En conséquence, l'appareil a détecté 5 μm de résidus de CAP dans des échantillons de lait et 25 μm dans des échantillons de viande, ainsi que dans d'autres échantillons d'aliments tels que des crevettes, du poisson, des sources d'eau... Le résidu d'antibiotique autorisé dans la plupart des aliments courants est de 0,3 μm.

Dinh a ajouté que pour appliquer ce dispositif de technologie de capteur électrochimique, il est nécessaire d'effectuer certaines procédures de préparation d'échantillons. Ces étapes sont réalisées en laboratoire.

L'équipe de recherche espère qu'à l'avenir, grâce aux progrès technologiques et à la poursuite des recherches, le produit sera amélioré pour devenir un appareil compact ou une bandelette réactive. Il sera ainsi possible de vérifier la présence de résidus d'antibiotiques dans les aliments à domicile, sans avoir recours à un laboratoire ni à une expertise particulière. Une fois commercialisé, le produit contribuera au contrôle de la qualité des aliments et à la protection de la santé publique.

Dr. Nguyen Thi Minh Hong, professeur à la Faculté de génie physique et de nanotechnologie de l'Université de technologie, a estimé qu'actuellement, l'analyse et la détermination des résidus d'antibiotiques toxiques sont souvent effectuées par un certain nombre de méthodes telles que la chromatographie sur couche mince, l'électrophorèse capillaire, le dosage immuno-sorbant, les biocapteurs optiques... Malgré leur grande efficacité, leur sensibilité et de nombreux autres avantages, la plupart de ces méthodes ne peuvent pas être directement appliquées pour détecter les antibiotiques, car elles nécessitent des opérations et des processus de mise en œuvre complexes, des coûts élevés, prennent du temps et nécessitent de nombreuses conditions lors de la préparation des échantillons.

Le Dr Hong a déclaré que les techniques d'analyse électrochimique sans marquage basées sur des capteurs électrochimiques sont considérées comme une solution potentielle grâce à leur processus d'analyse simple, leur réactivité, leur sensibilité et leur sélectivité élevées, ainsi que leur faible coût d'analyse. Les résultats de recherche du groupe sont très prometteurs, atteignent les objectifs fixés et présentent un bon potentiel d'application pratique, et peuvent continuer à être développés.

Elle a suggéré que le sujet de recherche du groupe d'étudiants pourrait aider les unités, les autorités et les entreprises à l'appliquer dans le traçage et le contrôle de la qualité des aliments.

Actuellement, l'équipe de recherche poursuit ses recherches et développe des nanomatériaux magnétiques pour modifier les électrodes, optimiser le processus de fabrication et améliorer les propriétés des capteurs électrochimiques. « Les matériaux modifiés seront testés avec des nanomatériaux fabriqués selon différentes méthodes, modifiant ainsi les conditions technologiques afin d'améliorer les performances électrochimiques, la sensibilité et la sélectivité pour la détection de divers antibiotiques et substances toxiques », a déclaré le Dr Hong.

Des études montrent que l'abus incontrôlé d'antibiotiques CAP dans l'élevage a conduit à une situation où les aliments contiennent encore des résidus d'antibiotiques. L'utilisation prolongée ou continue d'aliments contenant des antibiotiques résiduels peut provoquer une intoxication, une aplasie médullaire entraînant une anémie, une leucémie et un syndrome de Grey provoquant une cyanose, un collapsus circulatoire et pouvant entraîner la mort, fréquemment observée chez les nouveau-nés, en particulier les prématurés.

Bich Thao

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