Les microplastiques sont de minuscules fragments de plastique – souvent trop petits pour être vus – présents dans l’air, le sol et l’eau. La mesure de leur abondance dans la nature permet d’orienter les ressources de nettoyage, mais les méthodes de détection actuelles sont lentes, coûteuses ou très techniques. Des chercheurs ont annoncé avoir mis au point un capteur vivant qui se fixe au plastique et produit une fluorescence verte. Lors d’un premier essai sur des échantillons d’eau du monde réel, le biocapteur a pu facilement détecter des niveaux de microplastiques pertinents pour l’environnement.
Actuellement, les scientifiques détectent les microplastiques dans les échantillons d’eau à l’aide de microscopes ou d’outils analytiques, tels que la spectroscopie infrarouge ou Raman. Bien que ces techniques soient précises, elles nécessitent plusieurs étapes pour préparer les échantillons avant l’analyse et peuvent être coûteuses et longues. Afin de simplifier cette méthode, Song Lin Chua et ses collègues ont créé un capteur vivant de microplastiques à partir de la bactérie Pseudomonas aeruginosa. Cette bactérie est couramment présente dans l’environnement et peut naturellement former des biofilms sur les matières plastiques, bien que certaines souches soient des agents pathogènes opportunistes pour l’homme. L’équipe a souhaité modifier légèrement la bactérie afin de créer un capteur vivant capable de détecter facilement les microplastiques dans les échantillons d’eau.
Les chercheurs ont ajouté deux gènes à une souche de laboratoire non infectieuse de P. aeruginosa pour fabriquer le capteur. L’un des gènes produit une protéine qui s’active lorsque les cellules bactériennes entrent en contact avec du plastique, et l’autre gène produit une protéine fluorescente verte en réponse. Lors des tests en laboratoire, les bactéries modifiées ont émis une fluorescence dans des flacons contenant des morceaux de plastique et un milieu de culture, mais pas dans des flacons séparés contenant d’autres matériaux tels que du verre et du sable. Une fluorescence mesurable a été produite en moins de 3 heures pour divers plastiques, notamment le polyéthylène téréphtalate (symbole de recyclage 1) et le polystyrène (symbole de recyclage 6). De plus, les cellules bactériennes modifiées sont restées actives jusqu’à 3 jours au réfrigérateur (39 degrés Fahrenheit, 4 degrés Celsius), ce qui, selon les chercheurs, indique qu’elles pourraient être transportées sur le terrain.
Afin de tester le capteur de microplastiques vivants en tant qu’outil de surveillance environnementale, les chercheurs ont ajouté le P. aeruginosa modifié à l’eau de mer provenant d’un cours d’eau urbain. L’eau de mer a d’abord été filtrée, puis traitée afin d’éliminer les matières organiques avant l’ajout des bactéries. D’après les valeurs d’intensité de fluorescence, les échantillons d’eau contenaient jusqu’à 100 parties par million de microplastiques. Une analyse plus approfondie de l’eau à l’aide de la microspectroscopie Raman a révélé que les microplastiques étaient principalement de type biodégradable, tels que le polyacrylamide, le polycaprolactone et la méthylcellulose, que le biocapteur a détectés malgré les tests initiaux effectués sur des polymères traditionnels.
« Notre biocapteur offre un moyen rapide, abordable et sensible de détecter les microplastiques dans des échantillons environnementaux en quelques heures », précise M. Chua. « En tant qu’outil de dépistage rapide, il pourrait transformer les efforts de surveillance à grande échelle et aider à localiser les points chauds de pollution pour une analyse plus détaillée. »
Article : « Detection of Microplastics Pollution Using a Green Fluorescent Protein-Based Microbial Biosensor Coupled with Raman Spectroscopy » – ACS Sensors – DOI : 10.1021/acssensors.5c01120
Source : ACS
