[News] Biocapteur olfactif

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Redbran
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[News] Biocapteur olfactif

Message par Redbran » 01/08/2019 - 14:00:17


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©CEA
Des chercheur de notre institut ont utilisé des protéines de liaison aux odorants de rat pour réaliser des biocapteurs olfactifs sensibles aux composés organiques volatils. Ces biocapteurs présentent une sélectivité élevée, même pour de faibles concentrations, une grande reproductibilité des mesures et une durée de vie pouvant atteindre deux mois.​

Les composés organiques volatils (COV) sont les principaux composants des odeurs et abondent dans notre environnement. Au cours des dernières décennies, leur surveillance est devenue une préoccupation, notamment dans le contrôle de la qualité de l'air, dans les procédés industriels de fabrication, la sécurité publique, la santé, etc. Pour répondre à ce besoin croissant, des capteurs inspirés du nez biologique, tels que les biocapteurs olfactifs et les nez électroniques, sont développés.

Afin d'améliorer les performances de ces capteurs, notamment la sensibilité et la sélectivité, deux familles de protéines issues du système olfactif des animaux retiennent particulièrement l'attention des chercheurs : les récepteurs olfactifs et les protéines de liaison aux odorants (OBP). Ces dernières sont des candidats idéaux pour de telles applications. Elles sont stables aux variations de température et de pH, aux solvants organiques, elles sont solubles, donc faciles à produire et à purifier, et leurs propriétés de liaison à leurs ligands sont modifiables par mutagenèse.

En collaboration avec le Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation (CSGA) de Dijon, des chercheurs du laboratoire Système Moléculaires et nanoMatériaux pour l'Énergie et la Santé de l’Irig ont utilisé des OBP de rat pour réaliser des biocapteurs olfactifs sensibles. Après avoir conçu plusieurs variants génétiques de ces protéines, ils ont été en mesure de montrer leur capacité à fixer et reconnaître le ß-ionone, l’hexanal et l’acide hexanoïque.

Les biocapteurs olfactifs ainsi obtenus présentent des limites de détection très faibles tant en concentration qu'en poids moléculaire. Pour expliquer une telle sensibilité, les chercheurs proposent que la liaison des COV aux sites actifs de ces OBP induirait un changement de conformation de ces protéines. Ce changement entraînerait une variation de l'indice local réfraction à laquelle l’imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRi), ici utilisée en tant que transducteur, est extrêmement sensible. Autres atouts de ces biocapteurs : ils présentent une sélectivité élevée, en particulier à des concentrations de COV relativement faibles, et permettent une grande reproductibilité des mesures, ainsi qu'une bonne stabilité avec une durée de vie pouvant atteindre près de deux mois. D’autres travaux pourraient ouvrir la voie à la conception et à l'utilisation de nouvelles protéines olfactives fabriquées sur mesure pour cibler spécifiquement un plus large éventail de COV à fort impact sociétal.

Note:
- Le ß-ionone est un composé aromatique rencontré dans une variété d'huiles essentielles qui contribue de façon significative à l'odeur de framboise.
- L’hexanal se retrouve dans le vin. Il provient de la pellicule du raisin et serait selon sa maturité, responsable des notes plus ou moins herbacées qu’on retrouve quelques fois dans le vin.
- L'acide hexanoïque donne une odeur grasse et fromagère.


Références publication:
Hurot C, Brenet S, Buhot A, Barou E, Belloir C, Briand L and Hou Y. Highly sensitive olfactory biosensors for the detection of volatile organic T compounds by surface plasmon resonance imaging. Biosensors and Bioelectronics, 2019

Source: CEA

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