KNOXVILLE, TN, 27 novembre 2025 /24-7PressRelease/ -- Le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) joue des rôles essentiels dans le traitement industriel, la production alimentaire et les systèmes biologiques, mais les résidus excessifs posent des problèmes de santé et de sécurité. La détection du H₂O₂ dans des échantillons réels peut être difficile en raison des interférences provenant de matrices complexes et de la fluorescence de fond. Cette étude présente une sonde optique basée sur des nanoparticules de luminescence persistante (PLNP) conçue pour détecter le H₂O₂ avec une grande sensibilité et sans interférence d'autofluorescence. La sonde restaure un signal de luminescence rouge brillant lorsqu'elle est exposée au H₂O₂, permettant à la fois une détection quantitative par instrument et une visualisation directe à l'œil nu. Démontrant une grande sélectivité, une reproductibilité et des performances fiables dans l'eau, le lait et la solution pour lentilles de contact, cette approche fournit une plateforme polyvalente pour la surveillance rapide, sensible et sur site du H₂O₂.

Le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂) est largement utilisé comme désinfectant et agent oxydant dans la transformation des aliments, les produits pharmaceutiques et les produits de consommation. Cependant, les résidus excessifs peuvent dégrader les nutriments et endommager les tissus, contribuant à l'irritation gastro-intestinale et augmentant potentiellement le risque de cancer. Les méthodes de détection conventionnelles – y compris la détection électrochimique, la détection par fluorescence et les tests enzymatiques – nécessitent souvent un équipement spécialisé, une excitation continue ou une préparation d'échantillon complexe. De plus, l'autofluorescence de fond dans les échantillons alimentaires ou biologiques peut réduire considérablement la clarté et la précision du signal. Face à ces défis, il existe un besoin croissant d'une méthode simple, sensible et sans autofluorescence pour détecter le H₂O₂ dans des conditions d'échantillon réelles.

Des chercheurs de l'Université de Chengdu et de l'Université de Technologie de Hefei ont développé un nouveau système de détection optique pour le H₂O₂, utilisant une nanosonde à luminescence persistante recouverte d'une coque de dioxyde de manganèse (MnO₂). Les résultats ont été publiés (DOI : 10.1093/fqsafe/fyaf040) le 28 août 2025 dans Food Quality and Safety. L'étude démontre que la sonde peut détecter le H₂O₂ avec une grande sensibilité à la fois dans les mesures en solution et dans de simples observations à l'œil nu, offrant une plateforme pratique pour la détection sur site dans des environnements à ressources limitées.

Dans ce travail, les chercheurs ont développé une nanosonde à luminescence persistante, PLNPs@MnO₂, dans laquelle des nanoparticules de luminescence persistante ZnGa₂O₄:Cr dans le proche infrarouge ont été uniformément recouvertes d'une coque de MnO₂ pour créer un système de détection optique commutables pour la détection du H₂O₂. Dans son état initial, la couche de MnO₂ a efficacement éteint la luminescence émise par le cœur de la nanoparticule par transfert d'électrons interfacial, résultant en un signal « éteint ». Lorsque le H₂O₂ était présent dans un environnement légèrement acide, le MnO₂ était rapidement réduit en Mn²⁺, interrompant la voie d'extinction et restaurant immédiatement la luminescence persistante, produisant ainsi un signal clair et dépendant de l'intensité. La limite de détection a atteint 0,079 μmol/L, ce qui est significativement plus sensible que de nombreux capteurs fluorescents ou électrochimiques conventionnels qui souffrent souvent d'autofluorescence de fond ou d'interférences matricielles. Important, la luminescence rouge restaurée pouvait également être reconnue visuellement sous illumination UV, permettant à la détection d'être effectuée directement sur des plaques plates ou des substrats en papier sans aucun instrument. La sonde a en outre démontré de fortes performances anti-interférences en présence d'ions communs, de sucres, d'acides aminés et de protéines, et a présenté une excellente reproductibilité et stabilité de lot. Les applications dans l'eau en bouteille, le lait et les solutions pour lentilles de contact ont donné des taux de récupération allant de 90,56 % à 109,73 %, confirmant sa fiabilité dans des environnements d'échantillon réels.

« L'innovation clé de ce travail réside dans le dépassement de l'interférence d'autofluorescence, qui a longtemps limité la détection optique dans les matrices alimentaires et biologiques réelles », a déclaré l'auteur correspondant de l'étude. « En utilisant la luminescence persistante au lieu de la fluorescence conventionnelle, notre méthode produit des signaux propres et à fort contraste sans nécessiter d'excitation continue. Cela rend la technologie très adaptée à la détection rapide et portable, même en dehors des environnements de laboratoire. »

Cette stratégie de détection sans autofluorescence offre des avantages pratiques pour la surveillance de la sécurité alimentaire, l'inspection environnementale et les tests biomédicaux. Sa capacité de détection à l'œil nu la rend particulièrement précieuse dans des environnements éloignés ou à ressources limitées où les instruments de laboratoire ne sont pas disponibles. Le développement futur pourrait permettre l'intégration dans des emballages intelligents, des capteurs chimiques portables et des systèmes d'alerte en temps réel pour la contamination. En simplifiant et en accélérant la détection du H₂O₂, cette technologie soutient des environnements de transformation plus sûrs et une meilleure assurance qualité des produits de consommation.

Références
DOI
10.1093/fqsafe/fyaf040

URL de la source originale
https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyaf040

Informations sur le financement
Cette étude a été soutenue par la Fondation des Sciences Naturelles de la Province du Sichuan (n° 2024NSFSC1266) et le Projet d'Équipe d'Innovation du Sichuan du Système National de Technologie de l'Industrie Agricole Moderne (SCCXTD-2025-24), Chine.

À propos de Food Quality and Safety (FQS)
Food Quality and Safety (FQS) est une revue internationale à comité de lecture en accès libre fournissant une plateforme pour mettre en lumière la science et la technologie émergentes et innovantes dans le domaine agroalimentaire, publiant des recherches à jour dans les domaines de la qualité des aliments, de la sécurité alimentaire, de la nutrition alimentaire et de la santé humaine. Elle est couverte par SCI-E et le Facteur d'Impact (IF) 2024 = 4,4, IF sur 5 ans = 4,8.

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