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Didier DUPONT : Directeur de recherche à l'INRA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les biocapteurs, qui allient un élément biologique sélectif (anticorps, enzyme, cellule…) à un transducteur, permettent de détecter et/ou de quantifier rapidement la présence de certaines biomolécules dans les aliments, l'environnement ou dans des liquides biologiques (sang, urine…). Leur caractère compact, leur grande spécificité, leur sensibilité et leur portabilité sont autant de raisons permettant de penser qu'ils pourraient, à long terme, supplanter les techniques existantes dans ce domaine. Au cours des vingt dernières années, le nombre de références bibliographiques comportant le terme « biocapteur » dans le titre ou le résumé a suivi une croissance exponentielle : de 9 références en 1988, ce nombre est passé à 756 en 2007, montrant l'engouement autour de ces technologies.
Depuis le travail pionnier de Clark et Lyons [1], les technologies de biocapteur ont formidablement évolué. Néanmoins, bien que les efforts de recherche aient été considérables, peu d'importance a été portée à leurs conditions d'utilisation sur le terrain. Dans de nombreux cas, les biocapteurs n'ont pas été éprouvés sur des échantillons réels et un fossé existe toujours entre les développements académiques de biocapteurs et leurs applications pratiques. Une autre déception vient du fait que peu de biocapteurs génériques sont disponibles commercialement et encore trop peu sont dédiés à l'analyse des aliments ou de l'environnement.
Cet article présente les différentes technologies de biocapteurs développées au cours des dernières années et fait le point sur les applications.
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4. Applications
4.1 Analyse des aliments
Les applications des biocapteurs à l'analyse des aliments sont extrêmement nombreuses. Elles ont fait l'objet d'un précédent numéro des Techniques de l'Ingénieur (cf. [19] de [Doc. BIO 7 100]) et je n'indiquerai ici que les développements postérieurs à 2004. Elles portent principalement sur le dosage et/ou la détection des vitamines et fortifiants, contaminants chimiques, micro-organismes pathogènes, toxines d'origine bactérienne, organismes génétiquement modifiés (OGM).
HAUT DE PAGE4.1.1 Vitamines et fortifiants
L'acide ascorbique possède des propriétés antioxydantes et intervient de façon prépondérante en tant que vitamine dans bon nombre de procédés biochimiques. De nombreuses méthodes électrochimiques, spectrophotométriques et chromatographiques ont été développées pour quantifier cette molécule. Récemment, un multicapteur microcalorimétrique a été développé pour une quantification rapide de ce composé dans les aliments et les produits pharmaceutiques [20]. Les cinétiques de réaction dans le biocapteur sont étudiées grâce à un modèle mathématique décrivant la génération et les flux de chaleur et la diffusion des réactifs à l'intérieur des puits du microcalorimètre. Cette technique a été appliquée au dosage de l'acide ascorbique dans des jus de fruits, des suppléments vitaminés et dans un analgésique. Les limites de détection et de quantification obtenues (0,8 mM et 2,4 mM respectivement) étaient supérieures à celles obtenues en HPLC, ce qui pose un problème pour l'analyse de certains jus de fruits qui présentaient des molarités comprises entre 1,6 et 4,7 mM. Toutefois, le gros avantage de cette technique par rapport à ses concurrentes réside dans sa rapidité : le temps pour l'analyse d'un échantillon est estimé à 60 secondes.
chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC).
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CLARK (L.C.), LYONS (C.) - Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery. - Ann. NY Acad. Sci., 148, p. 133 à 153 (1962).
-
(2) - GRONOW (M.) - Biosensors. - Trends Biochem. Sci., 9, p. 336 à 340 (1984).
-
(3) - LEE (M.), WALT (D.R.) - A fiber-optic microarray biosensor using aptamers as receptors. - Anal. Biochem., 282, p. 142 à 146 (2000).
-
(4) - SCHLEHUBER (S.), BESTE (G.), SKERRA (A.) - A novel type of receptor protein, based on the lipocalin scaffold, with specificity for digoxigenin. - J. Mol. Biol., 297 , p. 1105 à 1120 (2000).
-
(5) - ANSELL (R.J.), RAMSTRÖM (O.), MOSBACH (K.) - Towards artificial antibodies prepared by molecular imprinting. - Clin. Chem., 42, p. 1506 à 1512 (1996).
-
(6) - PALMISANO (F.), CENTONZE (D.), QUINTO (M.), ZAMBONIN (P.G.) - A microdialysis...
ANNEXES
1 À lire également dans nos bases
Base documentaire Agroalimentaire et Bioprocédés
DUPONT (D.) - Applications des biocapteurs dans l'industrie agroalimentaire - [F 4 010] (2005).
Base documentaire Techniques d'analyse et BioprocédésMARINESCO (S.), PERNOT (P.) - Biocapteurs implantables in vivo - [RE 108] (2008).
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Distributeurs – Fournisseurs
Unisense http://www.unisense.com
Polymer Technology Systems Inc. http://www.cardiochek.com
AccuTech http://www.accutech-usa.com
Medtronic http://www.medtronic-diabetes.com.au
Eppendorf http://www.Eppendorf.com
Universal Sensors, Inc. http://intel.ucc.ie/sensors/universal/
GE Healthcare http://www.gehealthcare.com/ http://www.biacore.com
IBIS...
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