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. En particulier, les particules de Fe3O4 présentent une bonne biocompatibilité, une capacité d'adsorption élevée pour les substances organiques telles que le CAP dans les aliments et un faible coût de production.
La courbe CV est utilisée pour 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 7 mois un appareil doté d'une technologie de capteur à 3 électrodes avec trois fonctions (travail, comparaison et référencement). L'appareil est construit sur le principe de capteurs électrochimiques interagissant avec des antibiotiques. Le changement de cette interaction sera enregistré sur le système de mesure électrochimique.
Plus précisément, les nanoparticules superparamagnétiques de Fe3O4 sur l'électrode de travail du dispositif de capteur interagiront avec l'antibiotique CAP dans l'échantillon alimentaire. Dès que l’interaction se produit, les paramètres électrochimiques et résistifs du capteur vont changer. Ce changement est enregistré et intégré au système de mesure et de contrôle.
Grâce à des appareils de mesure et à des méthodes d'analyse de signaux, les valeurs mesurées via le capteur sont traitées et analysées, déterminant ainsi les résidus d'antibiotiques CAP dans les échantillons alimentaires. Le temps d’une analyse dure généralement entre 3 et 5 minutes.
Pour être utilisés, des échantillons alimentaires tels que de la viande, des fruits de mer... sont préparés et traités pour être analysés. Ensuite, l’échantillon alimentaire est introduit dans le capteur électrochimique connecté au 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 certains processus de préparation d'échantillons. Ces étapes sont réalisées en laboratoire.
L'équipe de recherche espère qu'à l'avenir, avec le développement de la technologie et des recherches plus poussées, le produit sera amélioré pour devenir un appareil compact ou une bandelette de test. À partir de là, les gens peuvent vérifier les résidus d’antibiotiques dans les aliments à la maison sans avoir à se rendre dans un laboratoire ou à avoir une expertise particulière. Lorsque le produit sera commercialisé, il contribuera à contrôler la qualité des aliments et à protéger la santé des personnes.
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 réponse rapide, leur sensibilité et leur sélectivité élevées et leur faible coût d'analyse. Les résultats de recherche du groupe sont très positifs, atteignent les objectifs fixés, ont une bonne applicabilité 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 continue de mener des recherches plus poussées et de développer des nanomatériaux magnétiques pour modifier les électrodes, optimiser le processus de fabrication et améliorer les propriétés des capteurs électrochimiques. « Les matériaux utilisés pour la modification seront testés avec des nanomatériaux fabriqués par différentes méthodes, en modifiant les conditions technologiques pour améliorer l'efficacité électrochimique, la sensibilité et la sélectivité pour détecter une variété d'antibiotiques et de substances toxiques », a déclaré le Dr Hong.
Des études montrent que l’abus incontrôlé d’antibiotiques CAP dans l’élevage et l’agriculture 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 un empoisonnement de l'organisme, une aplasie de la moelle osseuse entraînant une anémie, une leucémie et un syndrome de Grey provoquant une cyanose, un collapsus circulatoire et pouvant entraîner la mort, fréquemment observés chez les nouveau-nés, en particulier les bébés prématurés.
Bich Thao
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