Un aptacapteur PEC à tension modulée pour détecter simultanément deux mycotoxines dans les aliments
Une approche innovante pour surveiller les mycotoxines alimentaires
La contamination des aliments par les mycotoxines constitue un enjeu important de santé publique et de sécurité alimentaire. Produites par certaines moisissures, ces substances peuvent se retrouver dans les céréales, les produits dérivés et de nombreux aliments transformés. Parmi elles, l’ochratoxine A (OTA) et le déoxynivalénol (DON) figurent parmi les contaminants les plus surveillés.
Une étude récente présente un aptacapteur photoélectrochimique, ou capteur PEC, conçu pour détecter simultanément ces deux mycotoxines. La méthode repose sur une modulation de la tension de polarisation afin d’obtenir une identification sélective et une mesure indépendante de chaque composé.
L’ochratoxine A et le déoxynivalénol : deux contaminants préoccupants
L’ochratoxine A est principalement associée aux céréales, au café, aux fruits secs et à certains produits d’origine végétale. Une exposition excessive peut affecter les reins et présente des effets préoccupants pour la santé humaine et animale.
Le déoxynivalénol, également appelé DON ou vomitoxine, est surtout produit par des champignons du genre Fusarium. Il contamine fréquemment le blé, le maïs et d’autres céréales. Chez l’animal comme chez l’être humain, il peut provoquer des troubles digestifs et réduire l’ingestion alimentaire.
La présence simultanée de plusieurs mycotoxines complique les analyses. Les méthodes conventionnelles sont généralement fiables, mais elles nécessitent des équipements spécialisés, une préparation parfois longue des échantillons et une main-d’œuvre qualifiée.
Le principe de l’aptacapteur photoélectrochimique
Le dispositif étudié associe trois éléments principaux :
- des aptamères, capables de reconnaître spécifiquement l’OTA et le DON ;
- une interface électrochimique sensible à la lumière ;
- une stratégie de lecture fondée sur la modulation de la tension appliquée.
Les aptamères sont de courtes séquences d’ADN ou d’ARN sélectionnées pour se lier à une cible donnée. Ils peuvent jouer le rôle d’éléments de reconnaissance comparables aux anticorps, tout en offrant une bonne stabilité et une production potentiellement plus simple.
Dans un capteur PEC, l’éclairage d’un matériau photosensible génère des charges électriques. La fixation de la molécule recherchée modifie ensuite le transfert de ces charges et entraîne une variation du signal mesuré. Cette variation peut être corrélée à la concentration de la mycotoxine présente dans l’échantillon.
L’intérêt de la modulation de la tension de polarisation
La principale originalité de la méthode réside dans l’utilisation de tensions de polarisation distinctes pour différencier les deux analytes. Au lieu de mesurer un signal global difficile à interpréter, le système exploite les réponses électriques propres à chaque voie de détection.
Cette modulation permet notamment :
- de sélectionner les conditions favorables à la détection de l’OTA ;
- d’adapter la mesure à la réponse du DON ;
- de réduire les interférences entre les deux signaux ;
- d’obtenir une analyse multiplexée avec une seule plateforme.
Cette approche pourrait améliorer la sélectivité du dispositif lorsque plusieurs contaminants sont présents dans un même échantillon alimentaire.
Une détection simultanée adaptée au contrôle alimentaire
La détection en parallèle de l’OTA et du DON représente un avantage important pour les laboratoires chargés du contrôle des denrées. Les céréales et les produits céréaliers peuvent être exposés à plusieurs espèces de moisissures et contenir différents contaminants selon les conditions de culture, de stockage et de transport.
Un capteur capable de rechercher plusieurs toxines lors d’une même analyse pourrait contribuer à :
- réduire le temps d’examen des échantillons ;
- limiter la consommation de réactifs ;
- simplifier les procédures de contrôle ;
- faciliter le développement d’analyses rapides sur site ;
- renforcer la surveillance des matières premières et des aliments transformés.
Le recours à des aptamères peut également favoriser la miniaturisation et l’intégration du système dans des dispositifs portables ou automatisés.
Des perspectives pour des analyses plus rapides
Les résultats présentés dans cette étude s’inscrivent dans le développement de méthodes alternatives aux techniques analytiques classiques. Les approches PEC combinent la sensibilité des mesures électrochimiques avec les propriétés des matériaux photoactifs. Elles peuvent ainsi offrir une réponse rapide tout en conservant un format relativement compact.
Avant une utilisation généralisée, plusieurs points doivent toutefois être évalués :
- la robustesse du capteur dans des matrices alimentaires complexes ;
- la stabilité des aptamères lors du stockage ;
- la reproductibilité de la fabrication des électrodes ;
- l’influence des variations de pH et de température ;
- la validation des performances sur un grand nombre d’échantillons réels ;
- la comparaison avec les méthodes de référence utilisées en laboratoire.
La sélectivité du dispositif devra également être confirmée en présence d’autres mycotoxines et de composés susceptibles d’interférer avec la mesure.
Vers une surveillance multiplexée des contaminants
La modulation de la tension de polarisation ouvre une voie intéressante pour concevoir des capteurs capables de détecter plusieurs contaminants sur une même plateforme. Le principe pourrait être étendu à d’autres toxines, résidus de pesticides, agents pathogènes ou marqueurs de qualité alimentaire, à condition de disposer d’éléments de reconnaissance adaptés.
En combinant miniaturisation, analyse photoélectrochimique et reconnaissance par aptamères, cette technologie pourrait participer à l’émergence de solutions de contrôle plus rapides, plus accessibles et mieux adaptées aux besoins de la chaîne alimentaire.
La détection simultanée de l’ochratoxine A et du déoxynivalénol constitue ainsi une démonstration prometteuse du potentiel des aptacapteurs PEC pour améliorer la sécurité des aliments.
