L’utilisation de nanocapteurs organiques pourrait permettre la détection de pesticides nocifs, indique une étude de l’Université Concordia

Une équipe de recherche de l’Université Concordia a mis au point un système permettant la détection du glyphosate, un pesticide largement utilisé, au moyen de minuscules nanocapteurs appelés points de carbone.

Le glyphosate est présent dans plus de 750 produits agricoles, forestiers, urbains et domestiques, dont le Roundup, un herbicide populaire, mais controversé, produit par Monsanto. Des études ont notamment révélé que sa présence excessive dans l’environnement était non seulement une source de pollution, mais aussi une cause de cancers chez l’humain. Par conséquent, sa vente est interdite ou restreinte dans des dizaines de pays et territoires, dont le Canada.

Le système mis au point par les chercheurs de Concordia repose sur l’interaction chimique entre les points de carbone et le glyphosate. Les points de carbone sont des particules fluorescentes microscopiques, dont la taille ne dépasse généralement pas 10 ou 15 nanomètres (à titre de comparaison, le diamètre d’un cheveu humain est d’environ 80 000 à 100 000 nanomètres). Lorsqu’elles sont combinées à des solutions aqueuses, ces nanoparticules émettent une fluorescence bleu et rouge.

L’équipe de recherche a employé une technique d’analyse fondée sur des tests d’autoréférence ratiométrique pour déterminer les quantités de glyphosate dans une solution donnée. La fluorescence rouge émise par les points de carbone lorsqu’ils sont exposés à des concentrations et à des pH différents est comparée à celle produite par une solution témoin qui ne contient pas de glyphosate. Dans tous les tests, la fluorescence bleue n’a pas changé, permettant ainsi aux chercheurs d’établir un point de référence.

Ceux-ci ont observé que des niveaux élevés de glyphosate atténuaient la fluorescence rouge et ont attribué ce phénomène à l’interaction entre le pesticide et la surface des points de carbone.

« Notre système diffère des autres en ce sens que nous mesurons l’écart entre deux pics – deux signatures fluorescentes – sur le spectre visible, explique Adryanne Clermont-Paquette, doctorante en biologie et autrice principale de l’étude. Il s’agit de l’espace compris entre les deux courbes. La méthode de mesure ratiométrique nous permet de faire abstraction d’autres variables, comme la température, le pH ou d’autres facteurs environnementaux. Nous pouvons ainsi nous concentrer uniquement sur les niveaux de glyphosate et de points de carbone présents dans le système. »

« La chimie à la surface de ces minuscules points et leurs propriétés optiques peuvent se traduire en une grande variété d’applications », affirme Rafik Naccache, professeur agrégé de chimie et de biochimie et auteur responsable de la supervision de l’étude.

L’étude est cosignée par les assistants de recherche Diego-Andrés Mendoza et Amir Sadeghi ainsi que par Alisa Piekny, professeure agrégée de biologie.

Commencer petit

Selon le P^r Naccache, la technique qu’ils ont mise au point permet de déceler des quantités infimes de glyphosate, à des niveaux aussi faibles que 0,03 partie par million.

« Le défi consiste toujours à aller dans l’autre sens pour voir jusqu’à quel degré de sensibilité et de sélectivité nous pouvons descendre », ajoute-t-il.

Il reste encore beaucoup à faire avant que cette technologie puisse être utilisée à grande échelle. Mais comme le note M^me Clermont-Paquette, cette étude marque un point de départ important.

« Comprendre l’interaction entre le glyphosate et les points de carbone représente un premier pas. Avant d’aller plus loin et d’en arriver à des usages concrets, nous devons d’abord nous pencher sur les principes fondamentaux de la technologie. »

Les chercheurs bénéficient d'un financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

Lisez l’étude (en anglais seulement) : Ratiometric Sensing of Glyphosate in Water Using Dual Fluorescent Carbon Dots