Complexes de ruthénium et d'iridium : des sondes fluorescentes prometteuses pour la détection de la fraîcheur des aliments

Contexte : En 2019, l'Organisation mondiale de la santé a indiqué que la contamination d'origine alimentaire causait plus de 400 000 décès chaque année, avec environ 600 millions de cas de maladie résultant de la consommation d'aliments avariés. Par conséquent, l'altération des aliments représente un risque important pour la santé humaine et, afin de réduire les pertes économiques et les risques sanitaires, il est essentiel de détecter cette altération rapidement et avec précision. La détérioration des aliments causée par le métabolisme microbien entraîne la formation d'amines biogènes, de sulfure d'hydrogène (H₂S) et des variations de pH, qui constituent des biomarqueurs clés pour évaluer la fraîcheur de la viande et des produits de la mer. Bien que les capteurs fluorescents organiques se soient révélés efficaces pour évaluer la fraîcheur des aliments, leur sensibilité aux rayons UV et leur photodégradation limitent leur utilisation commerciale à grande échelle. Pour pallier cette lacune, nous proposons l'utilisation de complexes métalliques fluorescents à base de ruthénium et d'iridium, qui offrent une photostabilité et une sensibilité élevées, des propriétés de fluorescence adaptées, ainsi que la capacité de cibler simultanément plusieurs marqueurs d'altération, tels que les amines biogènes ou le H₂S. Utilisés comme sondes moléculaires ou sous forme d'hydrogel, ils permettront une évaluation non destructive et en temps réel de la fraîcheur d'échantillons alimentaires via l'analyse d'images RVB à l'aide d'un smartphone. Consortium : Cette collaboration internationale entre l'équipe O du LCC de Toulouse et le laboratoire du Dr J. Wang, Assistant-Professor à l'université de Ningbo, repose sur une approche multidisciplinaire et complémentaire, alliant des compétences en chimie de coordination, chimie physique, spectrochimie et analyse d'images. Stratégie : L'utilisation de sondes à base de complexes métalliques de ruthénium ou d'iridium repose sur leur photostabilité et leurs propriétés de fluorescence exceptionnelles, parfaitement adaptées à ce type de détection. L'expertise de l'équipe du professeur Heinz Gornitzka (que le professeur E. Benoist a récemment rejoint) permettra de mettre en œuvre une approche originale et disruptive en concevant des complexes de ruthénium ou d'iridium stabilisés par des ligands de type carbène fonctionnalisés par des groupes tels que la coumarine ou le dicyanovinyle, l'éther 2,4-dinitrophénylique et des sites azotés protonables, qui, selon les conditions d'irradiation, peuvent permettre la détection simultanée de plusieurs composés volatils tels que les amines biogéniques ou le H₂S. L'expertise de l'équipe du Dr J. Wang en spectroscopie permettra de sélectionner 2 à 3 sondes à base de complexes de ruthénium et d'iridium hautement performantes, de fabriquer des capteurs moléculaires ou à base d'hydrogel pour la détection visuelle des marqueurs d'altération alimentaire, et de développer une plateforme de détection portable compatible avec les smartphones pour les produits de la mer et la viande. Résultats attendus : L'objectif est donc de développer une famille de composés pouvant être produits relativement facilement et capables d'assurer la détection ratiométrique d'un ou deux marqueurs de dégradation, à l'aide d'une technologie transposable à l'échelle industrielle (appareils portables). École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Direction : Eric BENOIST Financement : MSCA COFUND BEST