Post-doctorat : Développement d’un capteur microonde à base de polymères à empreintes moléculaires pour la détection de marqueurs d’oxydation dans le vin
Porteur(s) : Université de Bourgogne
Responsable(s) scientifique(s) : Élias Bou-Maroun (UMR PAM, Équipe PAPC), Jérôme Rossignol (Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, Département Nanosciences – GERM)
Financeur(s) : Conseil Régional de Bourgogne
Période du projet : 2014-2015
Présentation
La création d’outils de détection instantanée, précoce et spécifique de marqueurs d’oxydation ouvre des perspectives d’identification du temps d’induction radicalaire (moment où l’équilibre chimique du vin se perd) et donc de gestion de l’oxydabilité des moûts et des vins.
L’équipe PAPC développe des polymères à empreintes moléculaires (MIP, Molecularly Imprinted Polymer) et l’équipe GERM est spécialisée dans la conception et l’utilisation de capteurs microondes. Pour la première fois, l’association des deux techniques a été réalisée dans le cadre de deux années de travaux de collaboration entre l’équipe PAPC et l’équipe GERM dans le but de détecter des traces de fongicides dans le vin et dans l’eau. Un premier prototype de capteur microondes à base de matériaux à empreintes moléculaires a présenté des niveaux de détections de fongicides l’ordre de la dizaine de ng/l. Ces résultats encourageant font l’objet d’un dépôt de brevet en cours. Ce savoir-faire acquis depuis maintenant deux ans, pourra être appliqué à la détection des composés soufrés des moûts et des vins que ce soit des composés à propriétés antioxydantes (polyphénols, glutathion…) ou bien des composés d’arômes soufrés comme les thiols. L’outil micro-onde combiné à des polymères spécifiques (MIP) permettra d’identifier le moment d’épuisement ou d’apparition dans le vin de composés clés jouant un rôle important dans l’oxydation.
Au cours de ce stage postdoctoral, il convient pour arriver à un démonstrateur de développer la partie sans fils du capteur ainsi que la sensibilité du capteur au moyen de matériaux très spécifiques : les matériaux à empreintes moléculaires. Ces derniers sont synthétisés en présence de la molécule d’intérêt. Après lavage, ils sont capables de reconnaître cette molécule grâce à des mémoires de forme et de structure chimique. La synthèse des MIP s’avère en particulier être un défi, quand elle s’opère par réactions radicalaires avec des thiols dont l’affinité pour les radicaux est grande. Pour surmonter cette difficulté plusieurs stratégies de synthèse de polymères seront mises en place (polymères organiques, polymères inorganiques, impression en masse, impression par précipitation, impression à la surface, …). Ces expériences seront réalisées en étroite collaboration avec Maria Nikolantonaki, Christian Coelho et Régis Gougeon, de l’Institut Universitaire de la Vigne et du Vin, qui apporteront les compétences en chimie du vin et des mécanismes de réactionnels liés à leur stabilité oxydative.
Les MIP serviront de matériaux sensibles et sélectifs, et ils seront capables de reconnaître l’analyte dans une matrice complexe. Quand le MIP reconnaît l’analyte, des changements de certaines propriétés du système génèrent un signal. En utilisant un matériau très spécifique, nous nous affranchissons des interférents du milieu réel.
L’intérêt du capteur microonde réside dans l’absence de préparation des échantillons, la portabilité de la méthode (RFID, radio-identification longue distance) et surtout la mesure en temps réelle.
