Surveillance de la pollution par détection précise des nanoparticules d’or dans les cloportes

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Le cloporte porte de nombreux noms : roly-poly, pill bug, potato bug, tomato bug, butchy boy, cheesy bob et chiggy pig, pour n’en nommer que quelques-uns. Il est surtout connu pour se contracter en boule lorsqu’il est agité. Ce crustacé (oui, c’est un crustacé, pas un insecte) prospère dans les zones fortement contaminées par les métaux grâce à son organe digestif spécialisé, appelé hépatopancréas, qui stocke et expulse les métaux indésirables.

Les nanoparticules métalliques sont courantes dans les usines industrielles et de recherche. Cependant, ils peuvent s’infiltrer dans le milieu environnant. Actuellement, on sait peu de choses sur la toxicité des nanoparticules métalliques pour les organismes voisins car la détection des nanoparticules métalliques, en particulier l’or, nécessite une imagerie microscopique 3D qui ne peut pas être réalisée sur le terrain.

Dans Lettres de physique appliquée, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Université de Cardiff au Royaume-Uni présentent une nouvelle méthode d’imagerie pour détecter les nanoparticules d’or dans les cloportes. Avec des informations sur la quantité, l’emplacement et l’impact des nanoparticules d’or dans l’organisme, les scientifiques peuvent mieux comprendre les dommages potentiels que d’autres métaux peuvent avoir sur la nature.

« Les nanoparticules d’or sont largement utilisées pour les applications de recherche biologique en raison de leur biocompatibilité et de leur photostabilité et sont disponibles dans une large gamme de formes et de tailles », a déclaré l’auteur Wolfgang Langbein. « En utilisant des nanoparticules d’or, qui ne seraient normalement pas présentes dans le régime alimentaire des cloportes, nous pouvons étudier le parcours des nanoparticules à l’intérieur de systèmes biologiques complexes. »

Les chercheurs ont développé une méthode d’imagerie connue sous le nom de microscopie à mélange à quatre ondes, qui fait clignoter la lumière absorbée par les nanoparticules d’or. La lumière clignote à nouveau et la diffusion subséquente révèle les emplacements des nanoparticules. Grâce à cette technique de pointe, ils localisent les nanoparticules d’or individuelles dans l’environnement cellulaire 3D.

« En identifiant avec précision le sort des nanoparticules d’or individuelles dans l’hépatopancréas des cloportes, nous pouvons mieux comprendre comment ces organismes séquestrent et réagissent aux métaux ingérés par l’environnement », a déclaré Langbein. « Le suivi de ce métal au sein de ces organismes est la première étape permettant une étude plus approfondie pour déterminer, par exemple, si l’or est collecté dans des cellules spécifiques, ou s’il peut interférer avec les métabolismes à fortes doses. »

L’utilisation des nanoparticules d’or dans les dispositifs médicaux est en augmentation et avec elle, leur abondance dans l’environnement. Cette technique d’imagerie fournira des éclaircissements sur les mécanismes peu compris de l’hépatopancréas des cloportes et fournira également une surveillance environnementale utile.

À l’avenir, la microscopie de mélange à quatre ondes sans bruit de fond pourrait être utilisée pour détecter d’autres nanoparticules métalliques et pourrait être appliquée à des organismes tels que des larves de poisson et même des cultures de cellules humaines.

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