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Faire travailler les queues de lucioles dans le traitement de l’eau [via le Telegraph Journal]

De nombreuses innovations s'inspirent de la nature - LuminUltraLa technologie de n'est pas différente. Découvrez comment nous utilisons le même produit chimique que dans une petite luciole pour éviter de gros problèmes pour les services d'eau.


par Martin Wightman

De Fredericton LuminUltra Technologies Ltd. a vu une lacune dans les tests de traitement des eaux usées et l'a comblée en cooptant la lueur du «firefly».

Les êtres vivants utilisent une molécule appelée adénosine triphosphate - ATP - pour stocker de l'énergie. C'est de l'énergie que l'organisme peut dépenser pour toute activité dont il a besoin.

Pour un irefirefly, les éclats de lumière - un phénomène appelé «bioluminescence» - sont le meilleur moyen de dépenser au moins une partie de la ATP il génère et stocke l'énergie qu'il tire de sa nourriture. La partie arrière clignotante du coléoptère ailé, qui protège les prédateurs et attire les compagnons, nécessite un système chimique bien réglé.

Ce système chimique est ce que LuminUltra a mis au travail.

 

De la queue au tube à essai

Jeremy Duguay est chargé de clientèle senior chez LuminUltra. Il travaille principalement du côté des ventes et du support de l'entreprise, mais avec un doctorat. de Queen's à Kingston, en Ontario, il est bien placé pour expliquer le fonctionnement de la science.

«C'est la même chose qu'une queue de firefly. Vous le voyez s'allumer la nuit - c'est le ATP molécule réagissant avec l'enzyme luciférase et le substrat luciférine », explique Duguay.

Les molécules tirent leurs titres de Lucifer, dont le nom signifie «porteur de lumière» ou «étoile du matin». Mais pour LuminUltra, il s'agit moins d'anges déchus que de trouver des insectes microscopiques dans l'eau.

«Nous avons retiré cette réaction de la queue de« luciole, nous l'avons mise dans un tube à essai, essentiellement », déclare Duguay. ATP extraites de votre échantillon, vous les mélangez avec des propriétés chimiques très spécifiques, avec la luciférine et la luciférase, puis vous quantifiez la lumière dans le luminomètre - c’est l’équipement que nous fabriquons également. Une fois que vous avez la quantité de lumière, vous pouvez lire directement la quantité d'activité biologique dans un échantillon. "

C'est une formule relativement simple: l'utilisation de cellules vivantes ATP, et si vous pouvez le mesurer - dans ce cas, utilisez un luminomètre pour mesurer la lumière produite par la réaction de la luciférase, qui repose sur ATP - vous pouvez corréler la luminosité de votre tube à essai au nombre de microbes vivants dans votre échantillon.

Contrairement à Lucifer, les microbes ne sont ni bons ni mauvais par nature. Pour les humains, cependant, l'activité microbiologique peut aller de l'essentiel à extrêmement nocif.

LuminUltra, qui a été officiellement lancé en 2003 et emploie aujourd'hui une trentaine de clients, d'abord ciblés des clients qui cherchaient à comprendre un rôle essentiel des microbes: les équipes de nettoyage des eaux usées. En mesurant combien ATP vous avez dans votre eau, vous pouvez savoir si les insectes sont en bonne santé.

«Tout a commencé avec le premier test et le concept pour lequel l'entreprise a été conçue: la surveillance de la biomasse dans le traitement biologique des eaux usées», explique Duguay. «C'est un processus qui prend des micro-organismes, les utilise pour décomposer les déchets et produit de l'eau propre à l'arrière de l'usine.

«La biomasse est la partie la plus importante - le moteur de ce processus. Pourtant, il y avait très peu d'outils disponibles dans cette application pour réellement surveiller et voir ce que faisait la biomasse. Ce vide sur le marché est ce qui a mis sur LuminUltraC'est la première technologie pour surveiller et quantifier cela. "

 

Les insectes sains ne sont pas toujours ce que vous voulez

L’entreprise a rapidement compris que mesurer ATP dans les échantillons d'eau avaient des applications au-delà du traitement des eaux usées - dans les zones où les microbes n'étaient pas les bienvenus. Le concept d'un ATP test n'est pas nouveau, mais LuminUltra l'a réglé pour des applications spécifiques.

Dans un processus tel que la distribution d'eau potable dans une ville, les microbes sont l'ennemi. Et pour combattre efficacement l'ennemi, vous devez agir rapidement.

«Les outils disponibles pour surveiller les micro-organismes dans ces applications étaient des outils traditionnels: comme un microscope et des tests basés sur la culture, qui sont des normes de référence et qui sont excellents dans leur travail, ils prennent juste pas mal de temps et d'expertise. .

«En particulier, le point dans le temps est un gros problème si vous prélevez des échantillons d'un réseau d'eau potable et les testez pour les micro-organismes, et il faut deux jours ou plus pour obtenir des résultats. Pendant ce temps, vous pourriez toujours avoir un problème là-bas, mais vous ne le savez pas avant que les résultats ne reviennent. "

Ce que les kits de test perdent en termes d'identification du type spécifique de micro-organisme dans un échantillon, ils gagnent en rapidité et en portabilité. Duguay dit que les kits tiennent dans une mallette et donnent des résultats en trois à sept minutes. Il appelle LuminUltraLes kits constituent une «première ligne de défense».

Les clients pourraient inclure des usines de traitement de l'eau potable et des intérêts de fabrication - deux endroits où des microbes peuvent encrasser le produit final. Les micro-organismes peuvent être partout, et la ATP ils créent, dépensent et recréent peuvent aussi être omniprésents, mais qu'en est-il de la luciférase et de la luciférine - est-ce que chaque test nécessite l'écrasement de cinq ou 10 coléoptères éclaireurs? «Ils ont dû demander à des étudiants diplômés ou à des étudiants de premier cycle pauvres de sortir, de collecter et de récolter l'enzyme des lucioles à l'époque, et de la purifier», dit Duguay.

"Il est disponible dans le commerce maintenant de la technologie recombinante."

La technologie recombinante est un moyen d'épisser des segments d'ADN et d'utiliser des «usines» microbiologiques pour produire en masse la substance désirée. Duguay peut honnêtement dire à un client qu'aucune mouche à feu n'a été blessée lors de la fabrication de ce kit de test. Le kit, en fait, a le potentiel de prévenir les dommages dans le contexte humain.

«Allez dans une ville comme New York ou Boston: il y a beaucoup de tuyaux sous la ville. L'eau est traitée, poussée sous la ville pour que les gens boivent. Beaucoup de choses peuvent se passer entre le moment où il quitte la station de traitement et le moment où il arrive au robinet. Le fait de pouvoir se rendre sur le terrain et de tester très rapidement différents sites pour déterminer la qualité de l'eau constitue un avantage considérable pour une municipalité qui doit prendre soin de l'eau consommée par les habitants. S'ils décèlent un problème, ils peuvent agir immédiatement. ”

 

Pourquoi le Nouveau-Brunswick?

Duguay, originaire du Sussex, est heureux de mettre son savoir-faire en microbiologie au service de sa province d'origine. L'entreprise, dont le siège social est situé sur la rue King au centre-ville de Fredericton, compte des clients sur ce continent et d'autres. «Nous sommes ravis de pouvoir être de retour à la maison», dit-il. «Les occasions de parler de science au Nouveau-Brunswick sont rares. C'est bien de pouvoir en parler maintenant.


Martin Wightman

wightman.martin@brunswicknews.com

Chroniqueur scientifique et de recherche et rédacteur en chef à Brunswick News.


Eric Douglass

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