Détection des Ochratoxines A dans la production alimentaire par l’utilisation d’aptacapteur capacitif

Detection of Ochratoxin A in food production by the use of capacitive aptasensor

• Auteur / Autrice : Moez Elsaadani
• Direction : Didier Montet, Brice Sorli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des aliments et nutrition
• Date : Soutenance le 29/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Qualisud (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Lise Barthelmebs
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Montet, Brice Sorli, Lise Barthelmebs, Rosaria Ferrigno, Florence Mathieu, Noël Durand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rosaria Ferrigno, Florence Mathieu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biocapteurs

Ochratoxines

Aptamères

Mycotoxines

Mots clés libres

Mycotoxines

Aptamère

Ochratoxine A

Capteur

Capacitance

Café

Mycotoxins

Aptamer

Ochratoxine A

Sensor

Capacitance

Café

Résumé

La contamination par les mycotoxines est une menace pour la santé et la vie des humains et des animaux. L’Ochratoxine A (OTA) est une mycotoxine des plus courantes qui contaminent les aliments. L'OTA a un effet toxique chronique et s'est révélée mutagène, néphrotoxique, tératogène, immunosuppresseur et cancérogène. Il est donc important de pouvoir détecter la présence de cette mycotoxine. Certains aptamères ont une affinité spécifique pour l’OTA et peuvent être utilisés pour créer une technique analytique. Plusieurs méthodes ont été décrites pour la détermination de l'OTA dans les aliments. Cependant, la plupart de ces méthodes ne pouvaient pas être appliquées à un aliment complexe tel que le café vert car les produits fluorescents interférents natifs du grain de café rendaient la quantification très difficile. Dans ce travail, nous avons mélangé deux techniques basées sur la séparation pour identifier et quantifier l'OTA dans le café vert. L'ultrafiltration assistée par aptamère comme technique de séparation basée sur la taille des molécules a été appliquée pour séparer l'OTA libre. La quantification de l'OTA a été réalisée par chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC-FLD) avec une limite de détection (LOD) de 0,05 ng/mL pour l'OTA. La récupération de l’OTA dans le café vert artificiellement contaminé présentait une bonne gamme de récupération jusqu’à 97,7%. L’aptamère sélectionné a ensuite été utilisé pour fonctionnaliser un support flexible d’alumine poreuse afin de former un aptacapteur capacitif, facilement manipulable, et spécifique envers l’OTA. Une preuve de concept a été développé pour la quantification de l’OTA et les premiers résultats ont montrés une limite de détection (LOD) de 10-4 ng/mL. Cette méthode a pu être appliquée à la détermination quantitative de l'OTA dans le café vert à des niveaux inférieurs aux niveaux maximaux proposés par la Commission européenne pour le café vert (0.25 ng/mL). Cette étude confirme également que les aptamères peuvent être utilisés comme élément de bioreconnaissance dans les tests de diagnostic ayant une application commerciale pour l'analyse des mycotoxines. À notre connaissance, il s'agit du premier aptacapteur capacitif électrique sans marquage utilisé pour détecter l'OTA.

Mycotoxin contamination is a threat to the health and life of Humans and animals. One of the most common mycotoxin contaminating feed and foodstuffs is Ochratoxin A (OTA). OTA has a chronic toxic effect and has proved to be mutagenic, nephrotoxic, teratogenic, immunosuppressive, and carcinogenic molecule. Aptamer with their specific affinity for OTA was used in this paper to create an analytical technique. Several methods have been reported for the determination of OTA in foods. However, most of these methods could not be applied to a complex food as green coffee because the interfering native fluorescent molecules made the quantification very difficult. In this work, we mixed two separations based techniques to identify and quantify OTA in green coffee. Aptamer assisted ultrafiltration as separation technique based on the size of molecules was applied to separate the free OTA; the quantification of OTA was established by a high-performance liquid chromatography (HPLC-FD) with LOD of 0.05 ng/mL for OTA. Artificially contaminated green coffee displayed a good range of OTA recoveries up to 97.7%. The selected aptamer was used as a biorecognition element to functionalize a capacitive sensor for OTA detection. A capacitive aptasensor was developed for quantification of OTA based on modified anodized aluminum oxide with a LOD of 10-4 ng/mL. This method can be applied to the quantitative determination of OTA in green coffee at levels below the maximum levels proposed by the European Commission for green coffee (0.25 ng/mL). It also confirm that aptamers can be used as biorecognition element in diagnostic assays with commercial application for mycotoxin analysis. To our knowledge, it is the first label-free and electric capacitive aptasensor used to detect the OTA.