Valorization of biomass waste has been postulated as the ‘new frontier in green chemistry’, moving the field beyond waste remediation and minimization. It has been boldly proposed that biomass waste could serve as complementary and alternative feedstocks to conventional fossil-based raw materials, leading to the emergence of a new paradigm:​ the biorefinery concept, i.e., envisaged as sustainable conversions of biomass into a broad spectrum of biobased products.

In this work, we will explore a novel encapsulation design concept of employing a carbohydrate shell to encapsulate a biosensor envisaged for in vivo deployment. We will present a novel concept of producing modified oligosaccharide molecules with tailor-made properties intended for specialty/niche biomedicine biosensor application. To this end, the deliberate utilization of mechanical forces and energy by means of high speed ball milling (HSBM) to effect purposeful chemical transformations of recalcitrant oligosaccharides, as a non-thermal and solvent-free method for the preparation of useful new materials and platform molecules will be demonstrated, in this case, a tailor-made chitosan oligosaccharide. Chitosan oligosaccharides were reported in the literature to exhibit augmented antibacterial, antifungal, antitumour, immunoenhancing, lower haemolytic or hepatotropic profile, lower toxicity and other biological activities at the cellular or molecular level whilst forming thinner, more transparent, and smaller sized films than high molecular weight chitosan or polymeric chitin commonly used in many applications;​ the above properties would undeniably be desirable for biosensing applications. This work aims to demonstrate a proof-of-concept for producing high-value oligosaccharide biomaterials from abundant and renewable biomass carbohydrate residues (shellfish waste) which are inherently biodegradable, as a sustainable carbon based feedstock, hence fully embracing the concept of a waste-based biorefinery. The biomass conversion in this work is guided by the design philosophy of using milder processing/treatment conditions (enabled by mechanochemistry) in order to preserve Nature's highly functionalized biomacromolecules (valorized as precious resources), retaining a high proportion of the original chemical structure, functionality, and complexity, as a value creation strategy, thus departing from the normative tradition of synthesizing complex molecules from simpler starting precursors.

La valorisation des déchets de la biomasse a été postulée comme la «nouvelle frontière de la chimie verte», faisant passer le champ au-delà de l'assainissement et de la réduction des déchets. Il a été audacieusement proposé que les déchets de biomasse puissent servir de matières premières complémentaires et alternatives aux matières premières fossiles conventionnelles, conduisant à l'émergence d'un nouveau paradigme:​ le concept de bioraffinerie, envisagé comme une conversion durable de la biomasse en un large éventail de produits d'origine biologique.

Dans ce travail, nous allons explorer un nouveau concept de conception d'encapsulation en utilisant une enveloppe de glucides pour encapsuler un biocapteur prévu pour le déploiement in vivo. Nous présenterons un nouveau concept de production de molécules d'oligosaccharides modifiées avec des propriétés sur mesure destinées à l'application de biocapteurs spécialisé en biomédecine. À cette fin, l'utilisation délibérée de forces mécaniques et d'énergie au moyen d'un broyeur à boulets de forte énergie pour effectuer des transformations délibérées et utiles chimiques d'oligosaccharides récalcitrants, en tant qu'une méthode non-thermique et sans solvant pour la préparation de nouveaux matériaux utiles et des molécules de plate-forme sera démontrée, dans ce cas, un oligosaccharide de chitosan sur mesure. Plusieurs études ont démontrées que les oligosaccharides de chitosan montrent de nombreuses activités biologiques rehaussées antibactériennes, antitumorales, immunostimulatrices, de moindre toxicité, et d'autres tout en formant des films plus minces, plus transparents et de taille inférieure à ceux formés à partir de la chitine polymérique ou du chitosan à haut poids moléculaire couramment utilisé dans de nombreuses applications. Ce travail vise à démontrer comme preuve de concept la production de biomatériaux oligosaccharidiques de grande valeur à partir de résidus de glucides provenant d'origine de biomasses abondantes et renouvelables (déchets de coquillages) qui sont de nature intrinsèquement biodégradables, en tant que matière première de carbone durable, ainsi, entièrement épouser l'idée et le concept de bioraffinerie à base de déchets.

La conversion de la biomasse dans ce travail est guidée par la philosophie de conception privilégiant des conditions de processus/traitement plus modérées ou douces (mécanochimie) afin de préserver les biomacromolécules hautement fonctionnalisées de la nature (valorisées comme ressources précieuses), conservant une proportion élevée de la structure, fonction, et complexité chimique originale, en tant que stratégie de création de valeur, s'écartant ainsi de la tradition normative de la synthèse de molécules complexes à partir de précurseurs de départ plus simples.