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Révolution hydrogène

L'hydrogène carburant :

L'hydrogène (ou dihydrogène - H2) est considéré comme étant un carburant propre puisque sa combustion n'émet ni CO2 ni particules fines, mais uniquement ...

Le verre se met au vert

Production du verre - Domaine public

Le verre, un matériau traditionnel innovant

La production du verre est une activité millénaire, d’abord artisanale, puis industrielle. S’il existe différents types de verres qui se distinguent par leurs compositions, leurs ...

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Nouveau succès pour la mission New Horizons

Pluton et Charon
Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

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Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau ...

Des crustacés pour produire du biocarburant?

Crustacés xylophages

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Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.
Les mécanismes en jeu dans la bouche étant complexes, une équipe de chercheurs de l'INRA (Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation et Flaveur Food Oral Processing & Perception) collabore afin de les étudier en profondeur, et ce en particulier, grâce au développement d'une "bouche artificielle". Leurs travaux se focalisent sur les perceptions humaines des flaveurs (sensations olfactives, gustatives et tactiles ressenties lors de la consommation d'un produit alimentaire), notamment en étudiant la mastication et la salivation « c’est-à-dire à la manière dont un aliment est déstructuré en bouche et les stimuli sont libérés pour atteindre les récepteurs », explique Christian Salles, directeur de recherche à l'INRA.
Afin d'étudier les interactions entre la mastication et la libération des arômes en bouche, les chercheurs utilisent le plus souvent une procédure in vivo en recourant à un jury de dégustateurs. Cette procédure est cependant limitée, compte tenu de la dispersion des données collectées. Pour cette raison, les chercheurs se sont tournés vers des expérimentations in vitro en utilisant une bouche artificielle ou « machine à mâcher ».

La bouche artificielle

L'idée étant inédite, il a fallu créer l'instrument de toutes pièces. Cela a nécessité trois ans d'ébauches et de développement (en collaboration avec l'IUT du Creusot). La bouche artificielle voit le jour en 2006. Sans cesse améliorée depuis, elle consiste en des mâchoires supérieure et inférieure, des dents faites à partir de molaires scannées en 3D, et d’une langue alimentée en salive artificielle. De nombreuses études ont pu être réalisées en contrôlant les paramètres de la machine (chose impossible à effectuer sur les humains ! ). Il est par exemple possible de suivre en temps réel la libération des arômes, grâce à un spectromètre de masse. La bouche humaine continue toutefois à faire partie des expériences. Les données collectées servent par exemple à calibrer plus minutieusement le simulateur de mastication.
Les chercheurs travaillent à présent sur une bouche artificielle de seconde génération pour l'horizon 2020. L'instrument, ajusté, optimisé et plus facile à utiliser permettra aux chercheurs de comprendre en profondeur l'influence de certains paramètres physiologiques sur la libération de la flaveur.

Publié le 22/11/2018

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Des nano-balances pour peser des virus
Une équipe de chercheurs français a, pour la première fois, mis en place un système de mesure capable de peser des nano-objets.

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

Les nano-objets comprennent entre autres les nanoparticules, naturelles (poussières émises par les volcans, ou produites par érosion) ou d'origine anthropique. Ces dernières sont notamment présentes dans les gaz d'échappement des moteurs à combution ou manufacturées telles que le noir de carbone que l'on retrouve dans les pneus ou les semelles de chaussures, ou encore le dioxyde de titane, présent dans le dentifrice, les peintures blanches et les crèmes solaires. Autres nano-objets : les nanocristaux, les nanotubes, ou encore les virus.

Alors que l'on sait déterminer les masses d'objets de grande dimension ou celles de particules telles que l'électron, les masses des nano-objets sont délicates à mesurer.
 

La mesure

La masse est un paramètre clé dans l'étude, la caractérisation est l'identification des nano-objets. Or, les spectromètres de masse actuels atteignent leurs limites au-delà du mégadalton (1 dalton équivaut à la masse d'un atome d'hydrogène), jusqu'au gigadalton. En effet, pour mesurer leur masse, il faut ioniser les particules et mesurer un changement de trajectoire lorsque des champs électromagnétiques leur sont appliqués, ce qui s'avère difficile lorsqu'il s'agit de particules "lourdes".

Une équipe composée de chercheurs du CEA, du CNRS, de l’Inserm, et des Universités Grenoble-Alpes et Paris-Sud a développé une nouvelle technique de spectrométrie de masse, une nano-balance, qui permet de mesurer minutieusement les objets de taille nanométrique. Cette nano-balance est constituée de trois étages : le premier se charge de nébuliser (transformer un liquide en un brouillard de petites gouttelettes) les nanoparticules présentes dans la solution. Le deuxième étage est constitué de lentilles qui focalisent le faisceau de particules, et le dernier effectue la pesée de ces particules grâce à des nanorésonateurs mécaniques. Comme les cordes d'un guitare, les nanorésonateurs "vibrent" à une fréquence particulière. Lorsqu'une particule atterrit à la surface d'un résonateur, cela modifie sa fréquence et c'est ce changement de fréquence qui permet de déterminer la masse de la particule.

Cette nouvelle méthode de mesure a été appliquée à un virus bactériophage (le phage T5) dont on ne disposait jusuqu'à présent que d'une estimation de la masse. D'une taille de 93 nanomètres, la capside virale pèse environ 100 mégadaltons. Cette technique va permettre, sans recourir à l'ionisation, de mesurer avec précision les masses de virus, de biomarqueurs pathologiques (cancers, maladies dégénératives, etc.), ou encore de nanoparticules synthétiques à visée biomédicale.

Sébastien Hentz, chercheur au CEA précise que: « dans le cadre de la phagothérapie, des virus bactériophages sont produits pour infecter des bactéries particulières (alternative à l’antiobiothérapie classique). Les laboratoires doivent s’assurer que cette production est stable et que les propriétés de ces virus sont bien celles attendues. La mesure de la masse est un des contrôles possibles.»

Cela pourrait permettre par exemple un contrôle-qualité du phage T5 ou d'autres bactériophages que l'on envisage d'utiliser pour traiter des maladies infectieuses d'origine bactérienne.

Publié le 09/01/2019

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Yassa HARBANE
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