Capteurs électro-filés à solvant eutectique profond pour la détection voltamétrique de l'aflatoxine M1 dans les produits laitiers

Introduction

L'aflatoxine M1 est un contaminant toxique d'origine fongique, courant dans les produits laitiers. Son identification rapide et fiable est cruciale pour la sécurité alimentaire. Cet article présente le développement d'un capteur électro-filé innovant, utilisant un solvant eutectique profond (DES) afin d'améliorer la performance des détections voltamétriques de l'aflatoxine M1 dans les matrices laitières.

Matériaux et Méthodes

Synthèse du solvant eutectique profond

Les solvants eutectiques profonds ont été préparés par combinaison de chlorure de choline et d'acide oxalique selon un rapport molaire précis. Ce mélange, chauffé sous agitation, a généré un liquide homogène aux propriétés de solubilisation exceptionnelles, propice à l'incorporation de l'électrolyte dans le polymère pour l'électrofilage.

Fabrication des nanofibres électro-filées

Le polystyrène a été dissous dans le DES obtenu afin de former une solution polymérique pour l'électrofilage. Sous une tension élevée, cette solution a permis la création de nanofibres régulières déposées sur les électrodes, formant ainsi un film conducteur sensible. Les conditions d'électrofilage, notamment le débit, la distance aiguille-collecteur, et la tension appliquée, ont été optimisées pour obtenir des fibres uniformes et continues.

Modification des électrodes et caractéristiques du capteur

Les nanofibres électro-filées à base de DES ont été déposées sur des électrodes de carbone à pâte pour augmenter la surface active et améliorer la sensibilité. Le caractère hydrophile du DES favorise l’adsorption de l’aflatoxine M1, créant une interaction synergique et favorisant la réponse électrochimique. La morphologie des fibres et la structure du film ont été caractérisées par microscopie électronique à balayage (MEB).

Procédure de détection voltamétrique

Le capteur a été utilisé pour la détection voltamétrique par voltampérométrie différentielle à impulsion (DPI). Les conditions électrochimiques, telles que le potentiel, la durée d’impulsion et la composition de l’électrolyte, ont été ajustées pour maximiser la réponse du capteur face à différentes concentrations d’aflatoxine M1.

Résultats et Analyse des performances

Limite de détection et linéarité

Le capteur présente une excellente sensibilité, détectant l’aflatoxine M1 à des concentrations infimes, bien inférieures aux limites réglementaires européennes (0,050 µg/kg). La réponse reste linéaire dans une large gamme, allant de quelques nanogrammes jusqu’à des centaines de nanogrammes par millilitre.

Sélectivité vis-à-vis d'autres contaminants

Grâce à la surface polaire et à la structure unique des nanofibres au DES, le capteur se caractérise par une sélectivité élevée. Interférences possibles provenant d’autres micotoxines telles que l’aflatoxine B1 ou la zéaralénone ont été testées. Leur réponse mesurée par le capteur est marginale, ce qui confirme sa spécificité pour l’aflatoxine M1.

Reproductibilité et stabilité

Les essais de reproductibilité montrent une forte cohérence des résultats entre différents capteurs fabriqués selon le même protocole. Le capteur conserve une grande stabilité sur plusieurs semaines lorsqu’il est stocké au sec et à température ambiante.

Application sur des échantillons de produits laitiers

Après une préparation minimale (extraite aqueuse et filtration), différents types de lait et de produits laitiers ont été analysés. Les résultats obtenus montrent un taux de récupération supérieur à 95 % pour l’aflatoxine M1 ajoutée, démontrant ainsi l’efficacité du capteur dans des matrices complexes.

Discussion et perspectives

La combinaison de nanofibres électro-filées et de solvants eutectiques profonds ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de capteurs électrochimiques performants. Ce système modulaire peut être adapté pour détecter d’autres analytes d’intérêt agroalimentaire ou pharmaceutique. Son coût modéré et sa facilité d’intégration rendent l’outil attractif pour des contrôles rapides sur site ou pour l’automatisation dans l’industrie alimentaire.

Conclusion

Ce travail présente un capteur voltamétrique innovant basé sur l’électrofilage de polymères dans un solvant eutectique profond pour la détection rapide et fiable de l’aflatoxine M1 dans le lait et les produits laitiers. Il se démarque par sa haute sensibilité, sa spécificité, et sa facilité d’utilisation pour des applications de contrôle qualité en routine.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157526003364?dgcid=rss_sd_all