Development of a one-step semi-homogeneous fluorescent method for multi-screening of sulfonamides in milk
Cette étude présente une méthode de fluorescence semi-homogène en une seule étape, rapide, ultra-sensible et réutilisable, pour le criblage multiple de 21 sulfonamides dans le lait, utilisant des microsphères magnétiques à empreinte moléculaire et des fluorophores à émission induite par agrégation pour atteindre des limites de détection de l'ordre du pg/mL par analyse directe de l'échantillon après une simple dilution.
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Dans le monde de la sécurité alimentaire, la capacité à repérer les menaces invisibles dans un verre de lait est un défi constant. Les agriculteurs et les régulateurs comptent sur des tests chimiques pour s'assurer que les antibiotiques, plus précisément un groupe appelé sulfonamides, ne subsistent pas dans les produits laitiers destinés à la consommation humaine. Ces médicaments sont utilisés pour traiter les animaux malades, mais s'ils restent dans le lait, ils peuvent provoquer des réactions allergiques ou contribuer à la résistance aux antibiotiques chez l'homme. Les méthodes traditionnelles pour détecter ces résidus impliquent souvent des procédures de laboratoire complexes qui prennent des heures, nécessitent des équipements coûteux et utilisent des anticorps — des outils biologiques fabriqués à partir d'animaux, coûteux à produire et impossibles à réutiliser. Les scientifiques cherchent depuis longtemps une alternative plus simple, plus rapide et réutilisable, capable de dépister de nombreux types différents de ces médicaments à la fois sans la lourde machinerie d'un laboratoire complet.
Une équipe de chercheurs de l'Université agricole de Hebei a développé une nouvelle méthode qui rapproche cet objectif de la réalité en combinant deux astuces chimiques ingénieuses en un seul test rapide. Au lieu d'utiliser des anticorps biologiques, ils ont créé de minuscules sphères magnétiques recouvertes d'un matériau synthétique conçu pour agir comme une éponge pour les médicaments de type sulfonamide. Ce matériau, connu sous le nom de polymère à empreinte moléculaire, est construit autour d'une molécule de médicament spécifique pour créer de minuscules cavités sur mesure sur sa surface. Une fois le gabarit retiré, ces cavités subsistent, parfaitement dimensionnées pour saisir les médicaments cibles et rien d'autre. Pour rendre le test visible, les chercheurs ont attaché une molécule luminescente spéciale à une version inoffensive du médicament. Cette molécule luminescente possède une propriété unique : elle brille intensément uniquement lorsqu'elle est entassée ensemble en un amas, mais reste sombre lorsqu'elle flotte librement dans un liquide.
Le processus fonctionne comme une compétition pour l'espace à la surface de ces sphères magnétiques. Lorsqu'un échantillon de lait est mélangé aux sphères magnétiques et au traceur de médicament lumineux, les molécules de traceur se précipitent pour remplir les trous vides sur les sphères, s'agglutinant et brillant intensément sous une lumière spécifique. Si le lait contient de véritables médicaments sulfonamides, ces vrais médicaments entrent en compétition avec le traceur lumineux pour les mêmes emplacements, prenant les places et repoussant le traceur lumineux dans le liquide où il ne peut pas s'agglutiner et donc ne peut pas briller. Plus le médicament est présent dans le lait, plus l'éclat devient faible. Comme les sphères magnétiques peuvent être extraites du liquide à l'aide d'un aimant et nettoyées, elles peuvent être utilisées encore et encore, rendant le test à la fois économique et durable.
Les chercheurs ont testé ce système contre vingt et un types différents de médicaments sulfonamides et ont constaté qu'il était remarquablement sensible. La méthode pouvait détecter ces médicaments à des niveaux aussi bas que quelques parties par trillion, ce qui est assez sensible pour trouver des résidus même après que l'échantillon de lait a été dilué quatre-vingts fois avec de l'eau. Cette extrême sensibilité signifie que le lait n'a pas besoin d'être traité ou nettoyé de manière complexe avant le test ; une simple dilution suffit pour éliminer les substances interférentes. L'ensemble du processus, du mélange de l'échantillon à la lecture du résultat, ne prend que sept minutes. Lors d'essais avec soixante échantillons de lait réels provenant de fermes locales et de supermarchés, la nouvelle méthode a correctement identifié un échantillon contenant un antibiotique spécifique, un résultat qui a été confirmé plus tard par une machine de laboratoire standard de haute technologie.
Comparée aux anciennes méthodes qui reposent sur des anticorps ou des produits chimiques lumineux conventionnels, cette nouvelle approche offre un bond en avant significatif en termes de vitesse et de sensibilité. Alors que les produits chimiques lumineux traditionnels perdent souvent leur éclat lorsqu'ils sont entassés ensemble, la molécule spéciale utilisée ici devient en fait plus brillante lorsqu'elle est entassée, une propriété qui a permis aux chercheurs de détecter des médicaments à des niveaux bien inférieurs à ceux précédemment possibles avec des techniques similaires. Les sphères magnétiques ont pu être réutilisées six fois sans perdre leur capacité à capturer les médicaments, contrairement aux anticorps biologiques utilisés dans d'autres tests qui sont des articles à usage unique. En prouvant qu'un matériau synthétique et réutilisable peut surpasser les outils biologiques dans cette application spécifique, l'étude propose un outil pratique et à faible coût pour les contrôles de routine, garantissant que le lait sur les étagères des magasins reste sûr pour les consommateurs sans nécessiter de délais de laboratoire chronophages.
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