Un nouveau système de détection par fluorescence sans lentille développé par des chercheurs promet de révolutionner la surveillance de la sécurité de l'eau en fournissant un moyen abordable et très efficace de détecter les micro-organismes mortels dans l'eau potable, sauvegardant potentiellement des millions de vies dans le monde.
Le réseau universitaire
Un système pionnier de détection de fluorescence sans lentille a été développé par des chercheurs pour permettre une identification très sensible des micro-organismes mortels présents dans l'eau potable. Cette avancée promet une solution peu coûteuse et conviviale qui pourrait transformer la surveillance de la qualité de l’eau dans les pays en développement et les zones sinistrées. Cette approche innovante pourrait également offrir des évaluations rapides de la sécurité aquatique pour des événements à grande échelle comme les Jeux olympiques de Paris.
"Dans les pays en développement, les sources d'eau insalubres sont responsables de plus d'un million de décès chaque année", a déclaré Ashim Dhakal, chef de l'équipe de recherche de l'Institut de recherche Phutung au Népal, dans un communiqué. communiqué de presse. « Nous espérons que nos travaux faciliteront le développement de paradigmes de détection plus simples, plus rentables et pourtant très efficaces pour l’eau potable, sauvant ainsi d’innombrables vies dans le monde. »
Les méthodes traditionnelles de détection de la contamination microbienne dans l’eau nécessitent une culture fastidieuse des échantillons, prenant parfois plus de 18 heures pour produire des résultats. De tels délais sont peu pratiques dans les situations d’urgence ou dans les régions manquant d’infrastructures adéquates, de personnel qualifié et de réactifs nécessaires, ce qui conduit à une surveillance inefficace de l’eau.
Dans leur étude révolutionnaire publié dans la revue Optica, des chercheurs de l'Institut de recherche Phutung, de l'Université de São Paulo au Brésil et de l'Université de York au Royaume-Uni ont révélé que leur fluoromètre de surveillance de l'eau sans lentille peut détecter les protéines fluorescentes des bactéries nocives jusqu'à des niveaux inférieurs à une partie par milliard. Cette sensibilité impressionnante répond aux critères de l'Organisation mondiale de la santé pour détecter la contamination fécale dans l'eau potable.
"Les fluoromètres d'aujourd'hui utilisent généralement des lentilles coûteuses fabriquées à partir de verre spécial transparent aux UV et nécessitant un positionnement précis", a ajouté Dhakal. "Nous montrons que l'élimination des objectifs réduit non seulement le coût, la taille et le poids de l'appareil, mais offre également de meilleures performances étant donné que nous ne visons pas ici l'imagerie."
Révolutionner la détection optique
L'équipe de Dhakal, alimentée par le financement de l'Optica Foundation Challenge, visait à créer un instrument portable, abordable et convivial pour l'évaluation de la qualité de l'eau en temps réel. En examinant les principes fondamentaux de la génération de signaux optiques, les chercheurs ont réalisé que les objectifs entravent souvent les performances dans les applications pratiques ne nécessitant pas de capture d'image.
"Il s'agit d'une découverte importante car les objectifs représentent une part importante des coûts des systèmes optiques et leur encombrement et leur poids rendent difficile la création d'appareils portables pratiques", a ajouté Dhakal. "Notre analyse a révélé que l'utilisation d'une source de lumière, de détecteurs et de tailles d'échantillons aussi grandes et aussi proches que possible les unes des autres produit un signal plus fort, conduisant à de meilleures performances pour la surveillance de la qualité de l'eau."
Prêt sur le terrain et très efficace
Le nouveau système de fluorescence sans lentille utilise des LED UV et des détecteurs plus grands pour exciter les protéines des microbes nocifs et détecter la fluorescence résultante. Leurs tests ont montré que les signaux de fluorescence du système sans lentille étaient presque deux fois plus puissants que ceux des systèmes avec lentille, qui sont souvent limités par leur ouverture numérique et d'autres limitations physiques.
Crédit: Rijan Maharjan, Ashim Dhakal, Institut de recherche Phutung
Actuellement, les chercheurs peaufinent une version de poche du fluoromètre sans lentille pour les tests sur le terrain afin de garantir qu'il résiste aux conditions difficiles et répond aux exigences spécifiques de détection de contamination bactérienne.
« Notre système est déjà très utile car la mesure sensible et précise de la concentration de protéines bactériennes qu'il fournit est directement liée à l'efficacité du traitement de l'eau, à la dose de désinfectants requise pour la désinfection et à la probabilité de prolifération bactérienne en cas de recontamination. » dit Dhakal.
À mesure que cette technologie prometteuse progresse vers une application plus large, elle pourrait potentiellement améliorer considérablement la sécurité de l’eau et la santé publique, en particulier dans les régions vulnérables où des méthodes de détection fiables sont les plus nécessaires. Grâce à sa simplicité, sa rentabilité et sa haute sensibilité, cet instrument de fluorescence sans lentille est susceptible de faire la différence pour sauver des vies à l'échelle mondiale.