ELABORATION ET CARACTERISATION DE BIOCAPTEURS AMPEROMETRIQUES BASES SUR L'IMMOBILISATION D'ENZYMES DANS DES GELS INORGANIQUES ET DES MATRICES POLYMERES PDF Download
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LES BIOCAPTEURS AMPEROMETRIQUES SONT DES DISPOSITIFS ANALYTIQUES REALISES PAR IMMOBILISATION D'UNE ENZYME A LA SURFACE D'UNE ELECTRODE. LEURS PERFORMANCES PEUVENT ETRE AMELIOREES PAR L'ELABORATION DE NOUVELLES MATRICES PERMETTANT L'IMMOBILISATION NON DENATURANTE DES ENZYMES. DANS CE CONTEXTE, IL EST MONTRE, AU MOYEN D'UNE ENZYME MODELE, LA GLUCOSE OXYDASE, QUE L'IMMOBILISATION D'ENZYMES DANS DES GELS INORGANIQUES HYDROPHILES DE LAPONITE, CONSTITUE UNE NOUVELLE METHODE PERFORMANCE POUR LA REALISATION DE BIOCAPTEURS. LE CAPTEUR A GLUCOSE EST ALORS TRES SENSIBLE ET PRESENTE UNE REPONSE LINEAIRE SUR TROIS DECADES DE CONCENTRATIONS (0,8 M-2 MM). LE PRINCIPALE AVANTAGE DE CETTE METHODE RESIDE DANS LA SIMPLICITE DE MISE EN UVRE ET DANS L'IMMOBILISATION QUANTITATIVE DES FAIBLES QUANTITES D'ENZYMES NECESSAIRES. UNE METHODE ELECTROCHIMIQUE A, D'AUTRE PART, PERMIS D'ACCEDER AUX CARACTERISTIQUES CINETIQUES DE L'ENZYME IMMOBILISEE. UN DEUXIEME TYPE DE BIOMATERIAU EST REALISE PAR INCORPORATION DE PARTICULES DE LAPONITE AU SEIN D'UN FILM POLYMERE ELECTROGENERE A PARTIR D'UN PYRROLE AMPHIPHILE. CE PROCESSUS DE DOPAGE AMELIORE DE MANIERE IMPORTANTE LA SENSIBILITE ET LA STABILITE DU CAPTEUR. UNE ETUDE ELECTROCHIMIQUE ORIGINALE BASEE SUR L'UTILISATION DU SYSTEME CATECHOL/POLYPHENOL OXYDASE, A MONTRE QUE CE PHENOMENE RESULTE D'UNE MEILLEURE ACTIVITE DE L'ENZYME IMMOBILISEE. CE TRAVAIL PRESENTE EGALEMENT DEUX EXEMPLES D'APPLICATION DES BIOCAPTEURS. LE PREMIER CAPTEUR EST OBTENU PAR IMMOBILISATION DE LA POLYPHENOL OXYDASE AU SEIN DU POLYMERE NON DOPE. CERTAINS POLLUANTS AGISSANT COMME SUBSTRAT OU INHIBITEUR DE L'ENZYME, IL EST ALORS POSSIBLE DE DETECTER EN MILIEU AQUEUX, LES PHENOLS, LES CHLOROPHENOLS, LES IONS CYANURE ET DES PESTICIDES TELS QUE L'ATRAZINE ET DES CARBAMATES. LE DEUXIEME EXEMPLE CONCERNE LE DOSAGE DU CHOLESTEROL. LES CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX MIXTES POLYMERE-LAPONITE ONT ETE MISES A PROFIT POUR REALISER UN BIOCAPTEUR BASE SUR L'IMMOBILISATION DE LA CHOLESTEROL OXYDASE OU SA COIMMOBILISATION AVEC LA CHOLESTEROL ESTERASE PERMETTANT LE DOSAGE DU CHOLESTEROL ET DE SES DERIVES ESTER
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LES BIOCAPTEURS AMPEROMETRIQUES SONT DES DISPOSITIFS ANALYTIQUES REALISES PAR IMMOBILISATION D'UNE ENZYME A LA SURFACE D'UNE ELECTRODE. LEURS PERFORMANCES PEUVENT ETRE AMELIOREES PAR L'ELABORATION DE NOUVELLES MATRICES PERMETTANT L'IMMOBILISATION NON DENATURANTE DES ENZYMES. DANS CE CONTEXTE, IL EST MONTRE, AU MOYEN D'UNE ENZYME MODELE, LA GLUCOSE OXYDASE, QUE L'IMMOBILISATION D'ENZYMES DANS DES GELS INORGANIQUES HYDROPHILES DE LAPONITE, CONSTITUE UNE NOUVELLE METHODE PERFORMANCE POUR LA REALISATION DE BIOCAPTEURS. LE CAPTEUR A GLUCOSE EST ALORS TRES SENSIBLE ET PRESENTE UNE REPONSE LINEAIRE SUR TROIS DECADES DE CONCENTRATIONS (0,8 M-2 MM). LE PRINCIPALE AVANTAGE DE CETTE METHODE RESIDE DANS LA SIMPLICITE DE MISE EN UVRE ET DANS L'IMMOBILISATION QUANTITATIVE DES FAIBLES QUANTITES D'ENZYMES NECESSAIRES. UNE METHODE ELECTROCHIMIQUE A, D'AUTRE PART, PERMIS D'ACCEDER AUX CARACTERISTIQUES CINETIQUES DE L'ENZYME IMMOBILISEE. UN DEUXIEME TYPE DE BIOMATERIAU EST REALISE PAR INCORPORATION DE PARTICULES DE LAPONITE AU SEIN D'UN FILM POLYMERE ELECTROGENERE A PARTIR D'UN PYRROLE AMPHIPHILE. CE PROCESSUS DE DOPAGE AMELIORE DE MANIERE IMPORTANTE LA SENSIBILITE ET LA STABILITE DU CAPTEUR. UNE ETUDE ELECTROCHIMIQUE ORIGINALE BASEE SUR L'UTILISATION DU SYSTEME CATECHOL/POLYPHENOL OXYDASE, A MONTRE QUE CE PHENOMENE RESULTE D'UNE MEILLEURE ACTIVITE DE L'ENZYME IMMOBILISEE. CE TRAVAIL PRESENTE EGALEMENT DEUX EXEMPLES D'APPLICATION DES BIOCAPTEURS. LE PREMIER CAPTEUR EST OBTENU PAR IMMOBILISATION DE LA POLYPHENOL OXYDASE AU SEIN DU POLYMERE NON DOPE. CERTAINS POLLUANTS AGISSANT COMME SUBSTRAT OU INHIBITEUR DE L'ENZYME, IL EST ALORS POSSIBLE DE DETECTER EN MILIEU AQUEUX, LES PHENOLS, LES CHLOROPHENOLS, LES IONS CYANURE ET DES PESTICIDES TELS QUE L'ATRAZINE ET DES CARBAMATES. LE DEUXIEME EXEMPLE CONCERNE LE DOSAGE DU CHOLESTEROL. LES CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX MIXTES POLYMERE-LAPONITE ONT ETE MISES A PROFIT POUR REALISER UN BIOCAPTEUR BASE SUR L'IMMOBILISATION DE LA CHOLESTEROL OXYDASE OU SA COIMMOBILISATION AVEC LA CHOLESTEROL ESTERASE PERMETTANT LE DOSAGE DU CHOLESTEROL ET DE SES DERIVES ESTER
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LES BIOCAPTEURS AMPEROMETRIQUES DECRITS DANS CE TRAVAIL SONT DES DISPOSITIFS ANALYTIQUES BASES SUR L'IMMOBILISATION D'UNE ENZYME A LA SURFACE D'UNE ELECTRODE. LES PERFORMANCES DU BIOCAPTEUR SONT FORTEMENT CONDITIONNEES PAR LA METHODE D'IMMOBILISATION MISE EN UVRE AINSI QUE PAR LES CARACTERISTIQUES DE LA MATRICE HOTE QUI EN RESULTE. DANS CE CONTEXTE, CE TRAVAIL DEVELOPPE UNE NOUVELLE TECHNIQUE D'IMMOBILISATION ELECTROCHIMIQUE D'ENZYME BASEE SUR LES PROPRIETES REMARQUABLES D'UNE FAMILLE DE DERIVES N-SUBSTITUES AMPHIPHILES DU PYRROLE. LES TRES LARGES POTENTIALITES DE CETTE TECHNIQUE, QUI FAIT APPEL A L'ELECTROPOLYMERISATION D'UN DEPOT ADHERENT D'ENZYME ET DE MONOMERE, ONT ETE DEMONTREES POUR UNE SERIE DE CINQ ENZYMES PRESENTANT DES TAILLES ET DES POINTS ISOELECTRIQUES TRES DIFFERENTS. LES PERFORMANCES ANALYTIQUES DES DIFFERENTS BIOCAPTEURS ONT ETE COMPAREES ET CORRELEES A LA PERMEABILITE DES MATRICES POLYMERES HOTES. LE MONOMERE PRESENTANT LES MEILLEURES POTENTIALITES (12-(PYRROL--YL)DODECYLTRIETHYLAMMONIUM) A ENSUITE ETE APPLIQUE A L'IMMOBILISATION DE LA GLUCOSE OXYDASE. APRES OPTIMISATION DES PARAMETRES OPERATIONNELS (TEMPERATURE, PH,) ET STRUCTURAUX (COMPOSITION DU BIO-MATERIAU), LES CARACTERISTIQUES METROLOGIQUES DES BIOCAPTEURS A LA GLUCOSE ONT ETE MODULEES GRACE A L'ELABORATION DE STRUCTURES MULTICOUCHES. FINALEMENT, TROIS STRATEGIES, BASEES SUR L'OPTIMISATION DE LA DETECTION AMPEROMETRIQUE OU SUR L'UTILISATION DE MEMBRANES SEMI-PERMEABLES, ONT ETE ETUDIEES DE MANIERE A AUGMENTER LA SELECTIVITE DES BIOCAPTEURS AU GLUCOSE VIS-A-VIS DES INTERFERENTS
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Les biocapteurs ampérométriques décrits dans ce travail sont basés sur l'immobilisation d'enzymes oxydo-réductases dans un polymère conducteur déposé à la surface des électrodes. Les performances des biocapteurs sont conditionnées par la méthode d'immobilisation mise en œuvre ainsi que par les caractéristiques de la matrice qui en résulte. Une technique de polymérisation électrochimique a été utilisée pour fixer l'enzyme dans un dérivé du polythiophène, le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (PEDT). Les potentialités de cette technique ont été démontrées pour deux enzymes différentes : la glucose oxydase et la polyphénol oxydase. L'optimisation des paramètres opérationnels a été conduite d'abord en système batch, puis étendue au système d'analyse en flux continu (FIA). Ce système biocapteur-FIA est très adapté pour des mesures en continu du glucose dans les échantillons biologiques. La sélectivité de ce biocapteur en présence de composés interférents a été améliorée par la platinisation de l'électrode, qui rehausse la réponse au glucose, ou l'utilisation des médiateurs rédox. Un biocapteur à polyphénol oxydase exploitant l'amplification enzymatique mise en jeu a permis la détection des polluants phénoliques jusqu'à 50 nM.
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Les biocapteurs ampérométriques décrits dans ce travail sont basés sur l'immobilisation d'enzymes oxydo-réductases dans un polymère conducteur déposé à la surface des électrodes. Les performances des biocapteurs sont conditionnées par la méthode d'immobilisation mise en œuvre ainsi que par les caractéristiques de la matrice qui en résulte. Une technique de polymérisation électrochimique a été utilisée pour fixer l'enzyme dans un dérivé du polythiophène, le poly(3,4-éthylenedioxythiophène) (PEDT). Les potentialités de cette technique ont été démontrées pour deux enzymes différentes : la glucose oxydase et la polyphénol oxydase. L'optimisation des paramètres opérationnels a été conduite d'abord en système batch, puis étendue au système d'analyse en flux continu (FIA). Ce système biocapteur-FIA est très adapté pour des mesures en continu du glucose dans les échantillons biologiques. La sélectivité de ce biocapteur en présence de composés interférents a été améliorée par la platinisation de l'électrode, qui rehausse la réponse au glucose, ou l'utilisation des médiateurs rédox. Un biocapteur à polyphénol oxydase exploitant l'amplification enzymatique mise en jeu a permis la détection des polluants phénoliques jusqu'à 50 nM.
Author: Najwa Ben Oujji Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 162
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Ce travail a permis le développement d’outils enzymatiques (Biocapteurs/Bioessais) sensibles et sélectifs pour la détection de pesticides organophosphorés utilisés pour le traitement des oliviers. Dans cette étude l’enzyme utilisée comme biorécepteur a été l’acétylcholinestérase d’anguille électrique. Trois méthodes d’immobilisation ont été mises en œuvre: l’immobilisation par adsorption, l’immobilisation par liaisons covalentes sur des billes magnétiques et le piégeage dans une matrice sol-gel. En fonction du type de support mis en œuvre (microplaques ou électrodes sérigraphiées), 5 outils différents ont pu être développés, à savoir 2 bioessais à détection optique et 3 biocapteurs ampérométriques. Les systèmes mis au point ont été optimisés avec des échantillons de laboratoire puis testés sur des échantillons naturels d’huile d’olive après une simpleextraction liquide-liquide. Parmi ces 5 systèmes conçus, le biocapteur ampérométrique basé sur l’immobilisation de l’acétylcholinestérase dans une matrice sol-gel a permis d’obtenir les meilleures performances en termes de stabilité opérationnelle, stabilité au stockage, reproductibilité. Il s’est avéré de plus être le mieux adapté au dosage d’échantillons réels d’huile d’olive. Ce biocapteur a été associé à une méthode d’extraction basée sur l’utilisation de polymères à empreintes moléculaire (MIPs), permettant l’extraction très sélective d’un pesticide cible d’un mélange de composés différents. Les résultats obtenus ont montré que l’association MIPs-biocapteur permet de détecter et de quantifier sélectivement les trois insecticides cibles dans une matrice complexe telle que l’huile d’olive.
Author: Rudolf Wessel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 195
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Ce travail est consacré à l'étude du comportement électrochimique dans l'acétonitrile de deutéroporphyrines de Co(II), Fe(III), Mn(III) et Cu(II), à leur électropolymérisation et à la caractérisation des films polymères qui en résultent. Ces électrodes modifiées ont ensuite été appliquées à la réalisation de capteurs biomimétriques ou de biocapteurs ampérométriques. Outre la caractérisation électrochimique du ligand deutéroporphyrinique, et des dérivés métallés par voltampérométrie cyclique, voltampérométrie sur électrode tournante et spectrométrie UV-Vis, la réactivité des deutéroporphyrines de Fe(III) vis-à-vis des cyanures a été démontrée. L'immobilisation de ces complexes substitués par des groupements pyrroles a été entreprise par électropolymérisation conduisant à des films polypyrroliques exhibant les caractéristiques électrochimiques des métalloporphyrines correspondantes en solution. Les propriétés de reconnaissance moléculaire et/ou d'électrocatalyse de ces électrodes modifiées ont été examinées vis-à-vis de la détection des cyanures, des nitrites, de H2O2 et des halogénures d'alkyles ainsi que pour l'oxydation biomimétique. Parrallèlement, l'élaboration d'architecture biomoléculaires à base d'enzymes a été entreprise par des interactions affines avidine-biotine et caractérisée par des mesures gravimétriques. L'immobilisation conjointe d'enzymes et de métallodeutéroporphyrine via une structure polymère commune : le polypyrrole a permis la réalisation de biocapteurs ampérométriques pour le dosage du glucose.
Author: JEAN-LUC.. BESOMBES
Author: JEAN-LUC.. BESOMBES
Author: PASCAL.. MAILLEY
Author: Silvia Fabiano
Author: Silvia Fabiano
Author: Najwa Ben Oujji
Author: Rudolf Wessel