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Cette technique, appelée ionisation par désorption et électrospray (DESI), pourrait aider les processeurs à accélérer l'analyse des échantillons, permettant ainsi aux responsables de la distribution des produits de les expédier plus rapidement qu'en utilisant des méthodes de détection des agents pathogènes actuels.

L'utilisation d'un spectromètre de masse pour analyser des bactéries et d'autres micro-organismes prend habituellement plusieurs heures et nécessite que les échantillons soient traités et préparés de manière spécifique en une longue série d'étapes. DESI élimine les étapes de prétraitement, permettant aux chercheurs de prendre des "empreintes" de bactéries en moins d'une minute à l'aide d'un spectromètre de masse.

DESI pourrait être utilisé pour créer une nouvelle classe de détecteurs rapides et précis pour des applications allant de la sécurité alimentaire à la sécurité intérieure, a déclaré Graham Cooks, professeur de chimie à l'Université Purdue.

"C’est la première fois que nous sommes en mesure d’analyser chimiquement et d’identifier avec précision le type de bactérie à l’aide d’un spectromètre de masse sans aucun prétraitement préalable en quelques secondes", a déclaré M. Cooks.

Les chercheurs de Purdue ont utilisé cette méthode pour détecter des bactéries vivantes non traitées, notamment E. coli et Salmonella typhimurium, deux maladies susceptibles de provoquer des infections mortelles chez l'homme.

"L'analyse des systèmes vivants présente toujours un avantage, car les bactéries conservent leurs propriétés originales", a déclaré M. Cooks.

Les résultats sont révélés dans un article paru le 7 janvier dans la revue Chemical Communications. Le document a été écrit par Cooks, avec les scientifiques Yishu Song, Nari Talaty, Zhengzheng Pan et Andy Tao.

La spectrométrie de masse consiste à transformer des molécules en ions, ou des versions d'eux-mêmes chargées électriquement, à l'intérieur de la chambre à vide de l'instrument. Une fois ionisées, les molécules peuvent être plus facilement manipulées, détectées et analysées en fonction de leurs masses. Les scientifiques ont mis au point une méthode permettant d’effectuer l’ionisation dans l’air ou directement sur des surfaces extérieures à la chambre à vide du spectromètre de masse.

Un tel détecteur pourrait rapidement analyser les aliments, les cultures médicales et l’air dans les hôpitaux, les stations de métro et les aéroports, a déclaré Cooks.

"Lorsqu'il sera associé à des spectromètres de masse portables également en cours de développement à Purdue, DESI promet de fournir une nouvelle classe de détecteurs compacts", ont- ils déclaré.

Les chercheurs sont capables de détecter un nanogramme, ou un milliardième de gramme, d’une bactérie particulière à l’aide du système. Le procédé permet également aux utilisateurs d’identifier une bactérie particulière jusqu’à sa sous-espèce, un niveau de précision nécessaire pour détecter et suivre les agents pathogènes infectieux. Les identifications sont basées sur des composés chimiques spécifiques, appelés lipides et acides gras, présents dans les bactéries.

"Nous pouvons déterminer la sous-espèce et obtenir d'autres informations en examinant le type de produits chimiques constituant l'agent pathogène, une sorte d'empreinte digitale révélée par la spectrométrie de masse", a déclaré M. Cooks. "La sagesse conventionnelle affirme que les méthodes rapides telles que la nôtre ne seront pas hautement spécifiques chimiquement ou biologiquement, mais nous avons prouvé que cette technique est extrêmement précise."

La procédure consiste à pulvériser de l'eau en présence d'un champ électrique, ce qui entraîne la charge positive des molécules d'eau «ions hydronium», qui contiennent un proton supplémentaire.

Lorsque les gouttelettes chargées positivement entrent en contact avec l'échantillon à tester, les ions hydronium transfèrent leur proton supplémentaire aux molécules de l'échantillon, les transformant en ions. Les molécules ionisées sont ensuite aspirées de la surface dans le spectromètre de masse, où les masses des ions sont mesurées et le matériau analysé.

Song mènera d'autres recherches, notamment des expériences visant à rechercher des contaminants bactériens dans les aliments. Les travaux en cours de Talaty avec Barry Wanner, expert international en E. coli, professeur au département de sciences biologiques de Purdue, appliqueront cette méthode à des bactéries vivantes dans des biofilms.

DESI a été commercialisé par Prosolia, basé à Indianapolis.