Des chercheurs de Siemens Corporate Technology (Munich) travaillent au développement de capteurs à cellules qui pourraient bientôt permettre de mettre au point des systèmes d’alerte précoces pour la détection de la pollution de l’air ou de l’eau. Leurs travaux, menés en collaboration avec l’entreprise de biotechnologies Bionas (Rostock), se focalisent actuellement sur le développement de cultures de cellules sélectionnées sur des puces en silicium.

Les capteurs à cellules sont très intéressants, car ils réagissent à des variations de leur environnement de la même manière qu’un organisme supérieur, c’est-à-dire par des modifications de leur métabolisme. La puce, en tant que convertisseur de signal, peut immédiatement intégrer ces informations dans un processus d’ordre supérieur et déclencher des mesures permettant de restaurer la qualité de l’eau menacée.

Les chercheurs de Siemens recherchent de manière intensive la meilleure façon de fixer les cellules sur la puce en silicium, car celles-ci doivent vivre et rester fixées sur la puce pendant environ deux mois. Pendant ce temps, les cellules sont baignées dans une solution nutritive à laquelle des prélèvements d’eau à contrôler peuvent continuellement être ajoutés. Ainsi, les cellules sont en permanence mises en contact avec des substances éventuellement nocives. Les puces peuvent exploiter trois types de réactions cellulaires – la respiration, le métabolisme et le changement de forme – qui sont lues par trois types d’électrodes différents. Les cellules hépatiques issues de lignées cellulaires consignées dans une banque de cellules sont particulièrement bien appropriées pour l’utilisation sur les capteurs.

Dans de nombreuses stations d’épuration, c’est actuellement un bassin à truites ou un test à l’aide de chevaliers (insectes marchant sur l’eau) qui permet de contrôler si la station fonctionne correctement ou si le processus chimique est déficient. Le règlement sur l’eau potable (Trinkwasserverordnung) entré en application en 2003 prescrit que les valeurs seuils et les exigences pour l’eau potable doivent être respectées de manière beaucoup plus précises qu’auparavant, pour éviter toute mise en danger de la santé humaine. Il est donc d’autant plus précieux de disposer d’un système d’alerte précoce, qui met en évidence de façon rapide et simple une dégradation de la qualité de l’eau et permet de réagir rapidement.

Le champ d’application potentiel des capteurs à cellules dans le domaine de la mesure de paramètres environnementaux est large. Outre les problématiques de qualité insuffisante de l’eau et de pollution de l’air dans les pièces climatisées, les capteurs pourraient servir à la détection de substances dangereuses ou toxiques dans les lieux publics. Pour les techniciens du bâtiment qui développent des constructions écologiques, pour lesquelles il s’agit de développer des procédés d’épuration aussi respectueux de l’environnement que possible, les travaux de cette équipe de chercheurs sont également d’un intérêt très concret.

BE Allemagne numéro 381 (17/04/2008) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT
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