Une petite équipe de scientifiques des matériaux et d'ingénieurs chimiques de l'Université de Qingdao, en Chine, a développé un biocapteur à trois composantes auto-alimenté qui peut tuer des bactéries dans des échantillons d'eau. L'étude est publiée dans la revue Matériaux fonctionnels avancés.
Alors que la population mondiale continue d'augmenter, les scientifiques recherchent des moyens de maintenir tant de gens. Un domaine de préoccupation est l'eau potable sûre, en particulier dans les régions qui ne disposent pas d'installations sophistiquées de traitement de l'eau. Dans ce nouvel effort, l'équipe en Chine a développé un biocapteur qui pourrait, en théorie, être utilisé dans les pays en développement pour rendre l'eau sûre pour la consommation d'alcool.
Les biocapteurs sont fabriqués à l'aide d'organismes ou de tissus vivants. Des recherches antérieures ont montré qu'ils peuvent être plus rapides et moins chers que ceux basés sur la technologie traditionnelle, en particulier dans des applications telles que tester l'eau pour la présence de bactéries. Malheureusement, ils ont tendance à souffrir également de dégradation.
Les chercheurs ont surmonté ce problème en créant leur biocapteur avec trois composants. Le premier était une pile à combustible à base d'enzyme pour alimenter la cellule. Les enzymes génèrent de l'électricité via des réactions chimiques qui se produisent une fois que le capteur est placé dans un échantillon d'eau. Pour empêcher leur générateur d'énergie de perdre la stabilité, l'équipe l'a mise dans un cadre de métal-organique creux.
Le deuxième composant a utilisé un type d'anticorps connu sous le nom d'aptamère – leurs brins d'ADN ont été choisis spécifiquement pour se lier à l'extérieur d'une bactérie E. coli.
Le troisième composant était la partie qui tue les bactéries. Il est accompli par l'oxydation des nanoparticules d'argent utilisées par le deuxième composant. L'oxydation produit du peroxyde d'hydrogène, qui tue la bactérie.
Lors des tests, le capteur était capable de détecter E. coli à de très faibles concentrations. Il a également été efficace, tuant 99,9% des bactéries dans un échantillon donné sur quelques heures seulement. Le biocapteur a également distingué les différents types de bactéries, ce qui suggère qu'il pourrait également être modifié pour tuer d'autres microbes. Lorsqu'il a été testé sur des échantillons d'eau de mer, le capteur avait des taux de récupération de 91,06% à 101,9% et est resté réalisable après cinq cycles utilisateur.
