La lumière qui traverse un verre d'eau trouble s'affaiblit : une partie est absorbée. C'est ainsi que fonctionnent de nombreux instruments d'analyse de liquides : ils mesurent la perte de lumière et en déduisent la composition. Mais si le liquide est hétérogène, comme une soupe avec des morceaux, une seule valeur ne suffit pas : il faut savoir où l'absorption est la plus forte.
Dans cette étude, les scientifiques ont pris une fine fibre optique et l'ont plongée dans une suspension aqueuse de bactéries Escherichia coli. La fibre dirigeait la lumière infrarouge non pas à travers tout le récipient, mais sur une petite zone. En déplaçant l'extrémité de la fibre, les chercheurs faisaient varier la distance parcourue par la lumière dans le liquide — de un millimètre à plusieurs millimètres. Chaque distance donnait son propre spectre.
Il s'est avéré que le signal des protéines à la fréquence de 1548 cm⁻¹ augmente en proportion directe de la longueur du trajet. C'est la loi classique de Beer-Lambert-Bouguer : plus la couche est épaisse, plus l'absorption est grande. Mais dans une suspension hétérogène, le coefficient d'absorption variait d'un point à l'autre — il est différent près de la surface et en profondeur. La fibre a permis de cartographier ces différences.
Cette approche est pratique pour les liquides biologiques troubles et denses, où une cuve classique de taille fixe ne suffit pas. Un médecin ou un biologiste pourra ainsi sonder l'intérieur d'un échantillon sans avoir à le répartir dans des tubes à essai.
Les bactéries Escherichia coli dans l'eau diffusent la lumière, mais dans l'infrarouge, leurs protéines présentent des bandes d'absorption caractéristiques — ce qui permet de distinguer ces microbes d'autres particules.