Accueil / A la Une ! / Une nouvelle méthode de détection ultrasensible des fluorures en solution dans l’eau

 

Une nouvelle méthode de détection  ultrasensible des fluorures en solution dans l’eau

L’organisation  mondiale de la santé (OMS) recommande d’éviter la consommation d’eau contenant  plus de 1,5 mg d’ions fluorure par litre. Des chercheurs de l’Institut pluridisciplinaire  Hubert Curien (CNRS / Université de Strasbourg), associés à plusieurs autres équipes(1),  ont mis au point une méthode de détection ultrasensible des fluorures en  solution dans l’eau, méthode qui utilise des complexes luminescents d’ions  lanthanides. Cette stratégie pourrait également être utilisée pour la  dépollution d’eaux contaminées. Ces résultats sont à retrouver dans la revue Angew. Chem.

Si le fluor est un élément essentiel à la  minéralisation des dents et des os, sa consommation en excès peut induire de  graves troubles sanitaires comme les fluoroses dentaires ou les urolithiases  (plus connus sous le nom de calculs rénaux). L’organisation mondiale de la santé  (OMS) recommande notamment d’éviter la consommation d’eau contenant plus de 1,5  mg d’ions fluorure par litre, concentration souvent dépassée, y compris dans  les pays développés. A l’heure actuelle, la méthode de choix pour la  détermination de la concentration en fluorure dans l’eau est l’électrode  ionique sélective, à la fois peu  pratique pour les mesures in situ(2) et  qui présente des performances analytiques moyennes (limite de détection de 1 µM  ou 19 ppb).

En  concevant des complexes moléculaires luminescents d’ions lanthanides, les  équipes ont mis au point une méthode de détection ultrasensible des fluorures  en solution dans l’eau. La méthode est basée sur la formation d’un assemblage  supramoléculaire dans lequel deux complexes d’europium viennent s’ajuster  autour d’un anion fluorure en formant un édifice stabilisé par les interactions  combinées de deux liaisons électrostatiques, de quatre liaisons hydrogène et de  deux interactions d’empilements aromatiques (voir Figure). Lors de  l’assemblage, une molécule d’eau est chassée de la sphère de coordination des  ions europium, ce qui rend le dimère d’europium très fortement luminescent. L’augmentation  de luminescence due à la présence des anions fluorures peut alors être mesurée  et reliée à la concentration en fluorure dans la solution. Outre une excellente  limite de détection (de 0,46 ppb ou 0,024 µM), l’assemblage est très sélectif  et ne se forme pas avec d’autres anions généralement contenus dans l’eau, tels  que les chlorures, bromures, acétates, hydrogénophosphates ou  hydrogénocarbonates.

Ces  travaux ouvrent des perspectives pour le développement de systèmes portatifs  pour la détermination de la concentration en fluorures sur sites, mais  également pour la dépollution d’eaux contaminées ou encore pour la conception  de sondes moléculaires utilisés en imagerie par tomographie à émission de  positrons (TEP) avec l’isotope 18F du fluor.

(1) Laboratoire de chimie, électrochimie moléculaires  et chimie analytique (CNRS / Université de Bretagne occidentale) Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS /  Université de Rennes 1 / ENSC Rennes / INSA Rennes) Departamento de quimica fundamental, Université de  La Corogne (Espagne)

(2) Cette  méthode nécessite en effet un certain appareillage (potentiostat, cellule de  mesure dégazée, électrode spécifique,…) qui permet difficilement de faire des  mesures directement sur site. Une mesure par fluorescence, comme celle  proposée par l’équipe, peut être envisagée avec de petits appareils facilement  transportables sur site.

 charbonniere2_fig
©  Loïc Charbonnière

Référence

Tao Liu, Aline Nonat, Maryline Beyler, Martín  Regueiro-Figueroa, Katia Nchimi Nono, Olivier Jeannin, Franck  Camerel, François Debaene, Sarah Cianférani-Sanglier, Raphaël Tripier, Carlos  Platas-Iglesias and Loïc J. Charbonnière

Supramolecular Luminescent Lanthanide Dimers for Fluoride Sequestering  and Sensing

Angew. Chem. Int. Ed. 6 juin 2014 DOI :  10.1002/anie201404847

Contact chercheur

Loïc Charbonnière,  Institut pluridisciplinaire Hubert Curien – Strasbourg

Courriel : L.Charbonn@unistra.fr

Tél. :  03 68 85 26 99

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken