Les caroncules de dinde aux couleurs changeantes inspirent les nouveaux détecteurs de toxines et de germes
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Il s'avère que les dindes ne sont pas seulement bonnes avec de la sauce et de la sauce aux canneberges. Les scientifiques ont longtemps tiré leur inspiration de la nature, et l'humble dinde est leur prochaine muse.
Les dindes peuvent changer la couleur de leur peau du rouge au bleu en passant par le blanc, selon qu'elles sont calmes ou excitées. Cette caractéristique est si distinctive qu'elle a valu aux dindons le nom «oiseau à sept faces» en coréen.
publicitéPublicitéDans une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Nature Communications,, une équipe de recherche de l'Université de Californie à Berkeley, dirigée par Seung-Wuk Lee, explique comment ils ont développé un capteur de toxine synthétique basé sur la technique de changement de couleur de la dinde.
Turquie heureuse, Turquie en colère
Une tête de dinde est normalement rouge vif, une couleur causée par des vaisseaux sanguins visibles se trouvant directement sous la peau de l'acacia. Les vaisseaux sanguins sont entourés de longues bandes d'un tissu conjonctif appelé collagène, qui est l'un des éléments de base de la vie animale. Lorsque la dinde devient agitée, les vaisseaux sanguins se contractent, exposant plus de bandes de collagène.
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PublicitéCela change la façon dont la lumière entrante se disperse et se réfléchit sur la peau de la dinde, la faisant apparaître bleue ou blanche. C'est le même effet de diffusion qui fait apparaître le ciel bleu mais les couchers de soleil jaunes ou rouges. C'est aussi la raison pour laquelle les vaisseaux sanguins apparaissent bleus sous la peau pâle, même si le sang à l'intérieur est rouge.
"Si nous pouvons construire une structure similaire et utiliser la structure résultante pour détecter des informations chimiques ou environnementales, cela peut être un bon capteur de couleur que nous pouvons facilement utiliser dans notre vie quotidienne", a déclaré Lee, un professeur agrégé en bioingénierie à Berkeley, dans une interview avec Healthline.
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Pour créer son capteur, l'équipe de Lee avait besoin d'un bloc de construction. Ils ont choisi le virus M13, qui peut coller à lui-même dans un motif simple et répétitif qui forme des fibres. "Le virus M13 a une forme physique comme un bloc de construction naturel et peut facilement produire des copies identiques", a expliqué Lee.
Ces fibres ont des propriétés similaires au collagène. Ils peuvent se dilater ou se contracter pour changer de couleur, passant du bleu au vert au jaune au rouge. Par chance, les fibres réagissent naturellement à toute une gamme de vapeurs chimiques, y compris l'eau et l'alcool.
"Le changement de couleur est si évident pour les produits chimiques à haute teneur en vapeur, nous pouvons facilement détecter les changements de couleur, même à l'œil nu", a déclaré Lee.
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L'équipe de Lee a développé une application pour smartphone appelée iColour Sensor, qui utilise une caméra téléphonique pour lire les changements de couleur et détecter la quantité de produit chimique mesurée est présent dans l'air.
PublicitéPublicitéLe capteur ne se limite pas à l'eau et à l'alcool. Pour démontrer la flexibilité de leur invention, l'équipe de Lee a bio-ingénierie le virus M13 pour contenir un site qui est sensible à l'explosif chimique TNT. Lorsqu'elles sont exposées aux vapeurs de TNT, les fibres se dilatent rapidement, passant du bleu foncé au jaune ou au rouge.
Le test était également très sélectif - l'équipe a essayé son test sensible à la TNT sur deux produits chimiques apparentés mais non explosifs, le DNT et le MNT. Le capteur iColour a été capable de faire facilement la différence entre le produit chimique dangereux et les produits inoffensifs.
Bien que le test ne soit pas assez sensible pour être utile pour détecter le TNT dans le domaine militaire, Lee est confiant que c'est un bon test de preuve de concept. Il dit que les fibres virales pourraient potentiellement être bioengineered pour contenir des sites qui sont sensibles à n'importe quel nombre de toxines et de microbes.
PublicitéFaire un meilleur détecteur
Les détecteurs chimiques à codes de couleur sont plus faciles et plus rapides à lire que les capteurs qui affichent simplement une lecture numérique. La plupart des détecteurs chimiques sont également coûteux à fabriquer et ne sont sensibles qu'à un petit nombre de produits chimiques. La technologie de Lee est bon marché, à action rapide, et pourrait être adaptée à presque n'importe quel produit chimique.
Et nous avons des dindes à remercier.
PublicitéPublicité"La nature est une source d'inspiration très riche", a déclaré Lee. "Tous les produits naturels que nous voyons sont un exemple de [gagner des adaptations pour] leurs environnements donnés. Seule une fraction d'entre eux sont découverts et utilisés pour des sujets scientifiques et techniques. Il y a beaucoup de structures et de phénomènes remarquables qui attendent encore d'être découverts. "
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