Un capteur est en cours de développement par un consortium financé par l’UE pour vérifier la recherche de pesticides ou de bactéries dans les fruits et légumes.
Le projet, appelé GRACED, est coordonné par le Centre de recherche et d’innovation de Chypre et comprend des experts de toute l’Europe.
Le détecteur utilise des particules de lumière pour repérer des traces de pesticides ou de bactéries. De la préparation d’un échantillon à la détection, le système peut donner un résultat en 30 minutes.
Il utilise la lumière laser pour détecter les analytes chimiques ou biologiques. Appelé capteur de multiplexage bimodal plasmo-photonique, il peut repérer les bactéries ou les pesticides sans avoir à utiliser de produits chimiques ou de colorants comme marqueur.
Les contrôles de sécurité actuels sur les fruits et légumes sont effectués en lots aléatoires, puis envoyés à un laboratoire pour analyse, un processus qui peut prendre deux à trois jours pour obtenir un résultat. L’analyse des données issues de ces contrôles peut prendre beaucoup de temps et coûter cher.
Élargir les travaux antérieurs
Les développeurs se sont inspirés de l’un de leurs capteurs existants qui examine l’eau pour détecter une contamination microbiologique ou chimique par un petit nombre de pesticides.
Le coordinateur du projet, Alessandro Giusti, a déclaré que le travail prolongeait un projet précédent appelé WATERSPY.
« Dans un sens, les deux projets sont liés: la technologie basée sur la bionique pour déterminer la contamination dans des matrices spécifiques – dans WATERSPY, c’était de l’eau potable; dans GRACED, il peut s’agir de n’importe quoi – de l’eau utilisée pour nourrir les plantes ou des fruits et légumes eux-mêmes. Les technologies de base, cependant, sont entièrement différentes. Tout se fait sur une seule puce – nous travaillons à détecter sept analytes différents simultanément en moins de 30 minutes, y compris le temps de préparation des échantillons. »
Jusqu’à la mi-2024, GRACED mènera des essais en France, en Italie et en Hongrie, couvrant différents systèmes de production tels que l’agriculture conventionnelle en plein air, la nouvelle agriculture urbaine, une chaîne de valeur agro-écologique courte et l’agriculture semi-automatique. Le projet a reçu une subvention de près de 5 millions d’euros (5,8 millions de dollars) d’Horizon 2020, le programme de recherche et d’innovation de l’UE.
Le système fonctionne en examinant la liaison du contaminant à la surface du capteur – produisant un signal unique lorsqu’un constituant nocif est présent. Les récepteurs à la surface du capteur sont accordés à une bactérie ou à un produit chimique particulier, de sorte que seuls les analytes d’intérêt sont capturés le long du capteur.
La lumière qui se déplace dans le capteur génère un champ évanescent entièrement exposé sur la surface du capteur. Ici, les récepteurs peuvent reconnaître les contaminants lorsqu’un échantillon passe à travers. Cette reconnaissance modifie la vitesse de la lumière laser et le modèle d’interférence à la sortie.
Ce changement peut être mesuré et déterminé par rapport à un ensemble de valeurs existantes et pourrait donner un diagnostic instantané d’un contaminant attendu dans la gamme picomolar à attomolaire sans avoir besoin d’amplification.
Parmi les autres partenaires figurent le Consiglio Nazionale Delle Ricerche en Italie; Easy Global Market et Sous Les Fraises de France; Multitel de Belgique; Aristotelio Panepistimio Thessalonikis en Grèce; Pilze-Nagy Kereskedelmi Es Szolgaltato de Hongrie; et Lumensia Sensors en Espagne.
Deux autres projets connexes de l’UE
Un autre projet soutenu par l’UE envisage de transformer la spectroscopie dans l’infrarouge moyen (MIR) des outils de laboratoire existants en une détection portable pour la surveillance chimique et microbienne des aliments.
Le travail, appelé PHOTONFOOD, vise à développer de nouvelles sources de lumière infrarouge. Les sources lumineuses seront combinées avec la technologie du guide d’ondes et la microfluidique du papier 3D.
Il développera un dispositif mi-fidélité (MI-FI) avec une gamme de prix bas qui peut être utilisé pour la surveillance quotidienne, et un dispositif haute fidélité (HI-FI) de gamme de prix moyen pour l’analyse de référence et l’accréditation.
Les efforts seront validés dans des scénarios pour les mycotoxines dans le blé, les noix, les fruits secs et les herbes à base d’aquaponie, ainsi que les pesticides et les antibiotiques dans les herbes à base d’aquaponie.
Le projet a reçu une subvention de près de 5 millions d’euros (5,8 millions de dollars) d’Horizon 2020 jusqu’à la fin de 2024. Il est coordonné par l’Université norvégienne des sciences de la vie avec des partenaires en Allemagne, en Autriche, en Belgique, aux Pays-Bas, en Hongrie, en Espagne et en Suisse.
Un troisième projet financé par l’UE vise à développer un capteur optique portable basé sur la photonique pour permettre aux producteurs et aux détaillants alimentaires locaux de contrôler la qualité et la sécurité des aliments.
Les travaux, connus sous le nom de h-ALO, ont reçu plus de 4 millions d’euros (4,6 millions de dollars) et se poursuivent jusqu’à la fin de 2023. Il est dirigé par le Consiglio Nazionale Delle Ricerche en Italie avec d’autres participants basés aux Pays-Bas, en Suède, en Allemagne et en Pologne.
L’objectif est une sensibilité élevée, une faible limite de détection et une large plage dynamique, pour détecter le microbiololes contaminants chimiques et chimiques et de rendre le système fiable pour une utilisation sur site par les agriculteurs, les détaillants et les non-experts.
Un prototype sera validé en laboratoire en le comparant à des méthodes disponibles dans le commerce et démontré sur place dans des chaînes agroalimentaires telles que l’aquaponie, la bière artisanale, le lait cru et le miel biologique.
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