Si vous vous arrêtez et pensez à ce sujet pendant un moment, vous vous rendrez compte que votre imprimante couleur est un summum d’ingénierie de précision. Elle peut prendre les couleurs primaires – cyan, jaune, magenta et noir – et les mélanger avec assez de soin pour proposer plus d’un million de différentes teintes et de nuances. Non seulement cela, mais les gouttes de couleur sont de simples nanolitres (milliardièmes de litre) en termes de volume, dont chacune est alors mis sur le papier – en supposant qu’il n’est pas coincé dans le bac d’alimentation – avec une précision plus que parfaite. Aujourd’hui, un groupe de chimistes de l’Université de Tsinghua en Chine exploitent cette mécanique de précision, qui se traduit généralement par des impressions couleur de haute résolution, pour dépister des millions de réactions chimiques différentes. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Chemical Communications.

Yifei Zhang et ses collègues ont tenté de comprendre les cheminements des réactions chez les êtres vivants. Chaque processus chimique qui se déroule dans les organismes vivants est contrôlé par une cascade de réactions. Les étapes d’une cascade ont pour médiateur, des molécules de protéines appelées enzymes.

Chaque enzyme fait une petite modification chimique, comme les ouvriers sur une chaîne de production, pour une molécule avant son passage sur le produit suivant la prochaine enzyme. De cette façon, par exemple, les plantes fabriquent des sucres à partir de dioxyde de carbone et de votre nourriture est décomposée puis reconstruite en d’autres produits chimiques utiles pour votre corps.

Le problème est que, pour comprendre ces processus complexes en les reconstruisant en dehors d’une cellule vivante, est difficile. Les concentrations d’une enzyme par rapport à l’autre dans la ligne est la clé. Se tromper et des goulots d’étranglement se forment dans la ligne de production, dès lors qu’une enzyme fonctionne plus rapidement que l’autre.

Pour comprendre ce que sont les bonnes conditions pour reproduire les rouages ​​d’une cellule vivante, les chimistes doivent mettre en place et suivre un grand nombre de réactions.

Dépister un grand nombre de réactions, comme cela se fait souvent à l’aide « plaques à 96 puits », qui sont 96 petits conteneurs avec une combinaison unique de produits chimiques dans chaque.

Ces réactions peuvent être réglées manuellement ou, si le laboratoire est bien financé, par un robot couteux. Mais même avec les meilleurs robots disponibles, cela peut encore être un processus lent.

Les imprimantes couleur sont beaucoup moins chères que les robots. Et si les encres sont remplacées par des solutions d’enzymes, tout à coup vous avez un appareil qui a le potentiel de distribuer plus d’un million de différents mélanges réactifs.

Cela juste ce que Yifei Zhang et ses collègues ont fait. Leurs imprimantes ont été chargées avec une série d’enzymes qui, quand ils travaillent ensemble dans les proportions correctes, produisent des produits réactifs colorés. Ceux-ci sont directement imprimées sur du papier où l’on sait immédiatement, grâce à l’intensité d’un point de couleur, quels mélanges réactionnels fonctionnent le mieux.

Dans les cas de tests, des réactions ont été délibérément choisies qui ont abouti à des changements de couleur. Cela est fait pour une belle indication visuelle rapide afin de savoir si le système a bien fonctionné.

Ainsi, par exemple un essai a commencé avec du glucose et un produit chimique appelé ABTS dans la cartouche de magenta, puis les enzymes de glucose oxydase (GOx) et le peroxydase de raifort (HRP) dans les cartouches jaune et cyan.

Quand ils sont mélangés ensemble, le GOx élimine l’hydrogène du glucose et l’ajoute à de l’oxygène, produisant du peroxyde d’hydrogène. Après, le HRP réagit avec l’ABTS ce qui se traduit par un produit chimique vert.

Les applications potentielles de ces mélanges directement sur l’imprimante s’étendent delà de la recherche sur les mécanismes biologiques. Yifei Zhang et ses collègues ont déjà démontré que par le chargement des cartouches d’imprimante avec les bonnes enzymes, ils peuvent utiliser la configuration pour indiquer la présence de glucose dans un échantillon.

Le glucose dans l’urine est une indication de diabète, de sorte que leur chimie basée sur l’imprimante a déjà le potentiel de diagnostiquer le diabète.

http://theconversation.com/now-you-can-turn-your-inkjet-printer-into-a-chemistry-lab-31645