Lettre d'information de la physique africaine

Nouvelles applications de la spectroscopie de fluorescence induite par laser

Figure 1 : (a-b) Extraits des résultats obtenus avec la technique LIF sur l'eau et la densité des parasites du paludisme. Membre du groupe de recherche du LAFOC (c) faisant fonctionner le dispositif Fluorosensor (d) démontrant la technique LIF à des élèves du secondaire et (e) effectuant des mesures sur des échantillons de fruits.

Les scientifiques du LAFOC, au Ghana, utilisent une technique de spectroscopie de fluorescence induite par laser pour des analyses dans de nombreux domaines.

Le Laser and Fibre Optics Centre (LAFOC) applique des technologies fondées sur la lumière pour la recherche et le développement au Ghana et en Afrique. Les sources laser ont été introduites au Centre au début des années 1990 alors que la recherche était orientée vers la métrologie.

Les techniques de spectroscopie de fluorescence ont émergé vers le début des années 2000. Aujourd'hui, la technique de spectroscopie de fluorescence induite par laser (LIF) a été utilisée dans l'étude des constituants d'échantillons.

Sensible et sélective

Cette technique est très sensible et très sélective. Elle est également rapide, non invasive et relativement peu coûteuse par rapport aux autres techniques spectroscopiques. La spectroscopie LIF a été utilisée pour plusieurs études à fort impact dont certaines ont donné lieu à des thèses, à des publications, à quelques découvertes uniques et à d'autres bénéfices.

LAFOC a le privilège d'abriter un Fluoresensor : un système portable simple qui a été conçu et construit par le professeur Benjamin Anderson dans le cadre de sa thèse de maîtrise en 2003, avec le professeur P. K. Buah-Bassuah comme superviseur, grâce à une collaboration avec le Programme scientifique international (ISP) et l'université d'Uppsala, en Suède.

Applications innovantes de la technique

L'ISP et le Bureau des activités extérieures du Centre international Abdus Salam de physique théorique (ICTP) ont, au fil des ans, fourni des instruments et des composants optiques utilisés dans la mise en place de différentes configurations pour les mesures spectrales ou d'imagerie LIF sur des matériaux d'intérêt scientifique.

Nous mettons ici l'accent sur certaines techniques et avancées LIFS réalisées au Centre au cours des deux dernières décennies et partageons quelques applications innovantes de la technique par les chercheurs du Centre, en nous concentrant sur les domaines de l'agriculture, de la santé et de l'environnement.

Agriculture et santé

Dans le domaine agricole, la spectroscopie LIF a été utilisée de manière à accroître la productivité et à assurer la sécurité alimentaire. La réduction du temps d'identification du sexe d'une ou de plusieurs plantes dioïques ; des moyens rentables pour identifier les variétés de niébé ayant un meilleur rendement ; des moyens rapides pour évaluer la gravité de la maladie de la mosaïque chez Manihot esculenta (manioc) afin de réduire les pertes en sont des exemples.

Dans le domaine de la santé, le Centre s'efforce de réduire efficacement le fardeau mondial du paludisme en utilisant la technique de la fluorescence. Opoku-Ansah et al. ont utilisé la technique pour Plasmodium falciparum l'estimation de la densité des parasites comme remplacement de la méthode conventionnelle de microscopie, qui est très laborieuse et nécessite une expertise. Amuah et al. ont aussi utilisé LIFS en combinaison avec l'analyse multivariée pour classer les plantes médicinales antipaludiques afin d'aider à la détermination des plantes médicinales ayant des potentiels antipaludiques et à la classification de l'origine géographique.

Applications environnementales

Osei-Wusu Adueming et son équipe ont également employé la technique LIF dans la recherche oculaire pour discriminer les lentilles cataractes des lentilles saines. La qualité de l'eau a également été étudiée par Sefa-Ntiri et d'autres personnes comme application environnementale de la technique au Centre. Le Centre utilise actuellement la technique sur les plantes médicinales, le miel, certains jus de fruits, etc.

Le travail du LAFOC avec le LIF au cours des deux dernières décennies peut être considéré comme formateur, aidant à obtenir les ressources nécessaires et le développement du personnel. Le Centre accueille favorablement la collaboration scientifique et les échanges avec les institutions de recherche et les industries locales et internationales afin d'améliorer les techniques de LIFS et d'autres domaines d'intérêt technique.

Andrew A. Huzortey, Jojo M. Eghan, Patrick Mensah-Amoah, Charles L. Y. Amuah, Peter Osei - Wusu Adueming, Shemmira Yunus, Samuel S. Sackey & Benjamin Anderson

Cet article a d'abord été publié par la Lettre d'information de la physique africaine - ©American Physical Society, 2021. Traduit en français par Afriscitech.

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