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7 results on '"Marine Bittel"'

1. Development and Application of an Automated Raman Sensor for Bioprocess Monitoring: From the Laboratory to an Algae Production Platform

Author

Wiviane Wieser, Antony Ali Assaf, Benjamin Le Gouic, Emmanuel Dechandol, Laura Herve, Thomas Louineau, Omar Hussein Dib, Olivier Gonçalves, Mariana Titica, Aurélie Couzinet-Mossion, Gaetane Wielgosz-Collin, Marine Bittel, and Gerald Thouand

Subjects
optical sensor, Raman spectroscopy, microalgae, pilot scale, monitoring, Chemical technology, TP1-1185
Abstract

Microalgae provide valuable bio-components with economic and environmental benefits. The monitoring of microalgal production is mostly performed using different sensors and analytical methods that, although very powerful, are limited to qualified users. This study proposes an automated Raman spectroscopy-based sensor for the online monitoring of microalgal production. For this purpose, an in situ system with a sampling station was made of a light-tight optical chamber connected to a Raman probe. Microalgal cultures were routed to this chamber by pipes connected to pumps and valves controlled and programmed by a computer. The developed approach was evaluated on Parachlorella kessleri under different culture conditions at a laboratory and an industrial algal platform. As a result, more than 4000 Raman spectra were generated and analysed by statistical methods. These spectra reflected the physiological state of the cells and demonstrate the ability of the developed sensor to monitor the physiology of microalgal cells and their intracellular molecules of interest in a complex production environment.

Published
2023
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2. Development and Automation of a Bacterial Biosensor to the Targeting of the Pollutants Toxic Effects by Portable Raman Spectrometer

Author

Oleksandra Bandeliuk, Ali Assaf, Marine Bittel, Marie-Jose Durand, and Gérald Thouand

Subjects
biosensor, Raman spectroscopy, toxicity, microorganism, pollutant, Chemical technology, TP1-1185
Abstract

Water quality monitoring requires a rapid and sensitive method that can detect multiple hazardous pollutants at trace levels. This study aims to develop a new generation of biosensors using a low-cost fiber-optic Raman device. An automatic measurement system was thus conceived, built and successfully tested with toxic substances of three different types: antibiotics, heavy metals and herbicides. Raman spectroscopy provides a multiparametric view of metabolic responses of biological organisms to these toxic agents through their spectral fingerprints. Spectral analysis identified the most susceptible macromolecules in an E. coli model strain, providing a way to determine specific toxic effects in microorganisms. The automation of Raman analysis reduces the number of spectra required per sample and the measurement time: for four samples, time was cut from 3 h to 35 min by using a multi-well sample holder without intervention from an operator. The correct classifications were, respectively, 99%, 82% and 93% for the different concentrations of norfloxacin, while the results were 85%, 93% and 81% for copper and 92%, 90% and 96% for 3,5-dichlorophenol at the three tested concentrations. The work initiated here advances the technology needed to use Raman spectroscopy coupled with bioassays so that together, they can advance field toxicological testing.

Published
2022
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3. Bacterial Bioreporter Applications in Ecotoxicology: Concepts and Practical Approach

Author

Ali Assaf, Marine Bittel, Gérald Thouand, Sulivan Jouanneau, Marie-José Durand, Traitement Eau Air Métrologie (GEPEA-TEAM), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), and Université de Nantes (UN)

Subjects
0301 basic medicine, Specific detection, 010501 environmental sciences, Environmental characterization, Biology, 01 natural sciences, Data treatment, 03 medical and health sciences, 030104 developmental biology, Metabolic kinetics, Environmental chemistry, [SDE]Environmental Sciences, Ecotoxicology, Biochemical engineering, Bioreporter, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Bioreporters are widespread in the ecotoxicological field, and they are used in concert with a range of physico-chemical methods for environmental characterization. These biological methods allow the assessment of other parameters that are not otherwise accessible. Among the broad diversity of available bioreporters, bacterial approaches are particularly interesting for their simple implementation, low cost and timeliness of their response (because of their metabolic kinetics and their growth rate). In this chapter, we are interested in the primary proposed strategies from one initial assumption: the use of one bioreporter to test one parameter. This strategy rapidly reached its limits (for lack of specificity or representativity), thus opening the way for other biological approaches that were more reliable but also more complex (implemented technology and data treatment).

Published
2017
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4. From toxicological bioassay and chemometrics analysis to a Raman spectroscopy multiparametric biosensor

Author

Marine Bittel, Ali Assaf, Sulivan Jouanneau, Christophe B.Y. CORDELLA, Marie-José Durand-Thouand, Gerald Thouand, Université de Nantes (UN), Traitement Eau Air Métrologie (GEPEA-TEAM), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génie industriel alimentaire (GENIAL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Ingénierie Procédés Aliments (GENIAL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), and ASSAF, Antony Ali

Subjects
[CHIM.ANAL] Chemical Sciences/Analytical chemistry, [SDV.TOX.ECO] Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [SDV.TOX.ECO]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Abstract

International audience

Published
2016

5. Évaluation de la toxicité de l’arsenic par spectroscopie Raman et analyse en composantes indépendantes (ICA) : vers un nouveau biocapteur

Author

Christophe B.Y. CORDELLA, Marine Bittel, Ali Assaf, Sulivan Jouanneau, Marie José Durand, Gérard Thouand, Ingénierie Procédés Aliments (GENIAL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Université de Nantes (UN), Traitement Eau Air Métrologie (GEPEA-TEAM), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ingénierie, Procédés, Aliments (GENIAL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ProdInra, Archive Ouverte, Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon)

Subjects
[SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV]Life Sciences [q-bio], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

Evaluation de la toxicité de l’arsenic par spectroscopie Raman et analyse en composantes indépendantes (ICA) : vers un nouveau biocapteur

Published
2016

6. Potential of Raman Spectroscopy To Monitor Arsenic Toxicity on Bacteria: Insights toward Multiparametric Bioassays

Author

Gérald Thouand, Christophe B.Y. Cordella, Marine Bittel, Sulivan Jouanneau, Ali Assaf, Marie-José Durand, Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tronico-VigiCell, Génie industriel alimentaire (GENIAL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and The Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT) and the Tronico-Vigicell company

Subjects
Time effect, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Arsenic toxicity, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, chemistry.chemical_element, General Chemistry, Biology, Spectrum Analysis, Raman, biology.organism_classification, Arsenic, symbols.namesake, chemistry, 13. Climate action, Environmental chemistry, [SDE]Environmental Sciences, Escherichia coli, symbols, Environmental Chemistry, Bioassay, Biological Assay, Spectrum analysis, Raman spectroscopy, Bacteria
Abstract

International audience; In the field of toxicological bioassays, the latest progress in Raman spectroscopy opens new research perspectives on a fast method of observing metabolic responses against toxic agents. This technique offers a multiparametric approach, providing an overview of the physiological changes that are caused by pollutants. However, physiological spectral fingerprints require complex chemometric methods for proper analysis. In this study, particular attention has been given to the elaboration of an "aberrant spectra" detection strategy to highlight the effects of arsenic on the bacteria Escherichia coli. This strategy significantly improved spectra classification, consistent with a dose response effect of the four tested concentrations of the metal. Indeed, the correct classification score of the spectra increased from 88 to more than 99%. The exposure time effect has also been investigated. The fine analysis of Raman spectroscopy fingerprints enabled the design of different "spectral signatures", highlighting early and late effects of arsenic on bacteria. The observed variations are in agreement with the expected toxicity and encourage the use of Raman spectroscopy for toxic element detection.

Published
2015
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7. Effect of enzyme addition on fermentative hydrogen production from wheat straw

Author

Hélène Carrère, Laurent Fourage, Gilles Ravot, Claire Dumas, Jean-Philippe Steyer, Marianne Quéméneur, Marine Bittel, Eric Trably, Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université de Nantes (UN), Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] (LBE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Total Refining Chemicals, SAS PIVERT, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut méditerranéen d'océanologie ( MIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université de Nantes ( UN ), UR 0050 Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement, Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement [Narbonne] ( LBE ), Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Environnement et Agronomie ( E.A. ) -Microbiologie et Chaîne Alimentaire ( MICA ), and Institut national de la recherche agronomique [Montpellier] ( INRA Montpellier ) -Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier ( Montpellier SupAgro )

Subjects
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Bioconversion, 020209 energy, [SDV]Life Sciences [q-bio], Energy Engineering and Power Technology, Lignocellulosic biomass, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, [ SDE.IE ] Environmental Sciences/Environmental Engineering, [ SDE ] Environmental Sciences, Enzymatic hydrolysis, 0502 economics and business, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Lignocellulosic material, Biohydrogen, Food science, 050207 economics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 2. Zero hunger, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Chemistry, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, 05 social sciences, [ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, food and beverages, Dark fermentation, Wheat straw, Straw, Condensed Matter Physics, Mixed-cultures, Fuel Technology, Fermentative hydrogen production, [SDE]Environmental Sciences, Fermentation
Abstract

International audience; Wheat straw is an abundant agricultural residue which can be used as raw material to produce hydrogen (H-2), a promising alternative energy carrier, at a low cost. Bioconversion of lignocellulosic biomass to produce H-2 usually involves three main operations: pretreatment, hydrolysis and fermentation. In this study, the efficiency of exogenous enzyme addition on fermentative H-2 production from wheat straw was evaluated using mixed-cultures in two experimental systems: a one-stage system (direct enzyme addition) and a two-stage system (enzymatic hydrolysis prior to dark fermentation). H-2 production from untreated wheat straw ranged from 5.18 to 10.52 mL-H-2 g-VS-1. Whatever the experimental enzyme addition procedure, a two-fold increase in H-2 production yields ranging from 11.06 to 19.63 mL-H-2 g-VS-1 was observed after enzymatic treatment of the wheat straw. The high variability in H-2 yields in the two step process was explained by the consumption of free sugars by indigenous wheat straw microorganisms during enzymatic hydrolysis. The direct addition of exogenous enzymes in the one-stage dark fermentation stage proved to be the best way of significantly improving H-2 production from lignocellulosic biomass. Finally, the optimal dose of enzyme mixture added to the wheat straw was evaluated between 1 and 5 mg-protein g-raw wheat straw(-1).

Published
2012
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