Conception et réalisation de biocapteurs pour le suivi de polluants dans les eaux naturelles PDF Download
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Book Description
Dans le domaine de l'environnement, il est très important de disposer d'outils capables de détecter la présence de polluants ou de substances toxiques au sein des milieux aqueux, tels que les écosystèmes aquatiques, l'eau des stations d'épuration, les effluents industriels. Les techniques classiques d’analyse pour la détection d’une espèce (bio) chimique sont généralement complexes, coûteux, volumineux et souvent difficiles à mettre en œuvre. De plus, les phases de préparation des échantillons et d’exploitation des résultats augmentent souvent très fortement la durée totale d’analyse. Depuis une trentaine d’années, ils font face à l’avènement des capteurs (bio)chimiques. Malgré une très forte demande et de nombreuses recherches effectuées, très peu de réalisations commerciales ont vu le jour, surtout dans le domaine de l’environnement. La difficulté majeure qui freine le développement industriel de ces capteurs est liée aux problèmes de sélectivité et de stabilité de l’élément sensible fixé sur la surface du transducteur au cours de l’étape de fonctionnalisation. Pour remédier à ces inconvénients, notre recherche est orientée vers la création de nouvelles matrices d’immobilisation de l’élément sensible et l’élaboration de nouveaux matériaux d’électrodes. Ce travail de thèse porte sur la réalisation et la caractérisation de capteurs chimiques et biochimiques basés sur l’utilisation de trois types de transduction. Le premier transducteur est conductimétrique avec des électrodes interdigitées : Le premier est un biocapteur bienzymatique à protéases immobilisées pour la détection de protéines en tant que marqueur de la matière organique ; Le deuxième est un biocapteur élaboré pour la détermination des nitrates en utilisant l’enzyme nitrate réductase (RN) de l’aspergillus niger immobilisé dans un film de PVC, en présence de Nafion® et de Méthyle viologen en tant que médiateur ; Le troisième est un capteur chimique pour détecter l’ammonium en immobilisant sur des électrodes interdigitées des membranes en PVC contenant la nonactine comme un élément de reconnaissance de l’ammonium ; Le deuxième type de transducteur est voltamétrique avec des électrodes en carbone vitreux pour la détermination de traces de mercure et de nickel. Le troisième type est un transducteur à fibre optique (chimiluminescence) pour la détection du cobalt immobilisé dans un film de chitosan ; le principe de ce capteur repose sur l’effet catalytique des ions métalliques comme le cobalt sur la réaction de chimiluminescence du luminol en présence de peroxyde d’hydrogène. Ces (bio)capteurs ont été validés sur des échantillons d’eau naturelle. Ils ont prouvé qu’ils constituent une technique d’analyse alternative performante, présentant des limites de détection très sensibles, de l’ordre du ng/l au μg/l, comparables à celles trouvées dans la littérature. Ils ont montré une rapidité de réponse de 5 à 7 minutes, une bonne sélectivité avec une bonne reproductibilité pour une longue durée de vie de un à trois mois. Enfin, ces techniques à faible coût, fonctionnant à température ambiante, sont prêtes à être utilisées sur le terrain. Ils permettent ainsi de réaliser des analyses de contrôle et de surveillance de milieux complexes sans traitement préalable des échantillons
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Dans le domaine de l'environnement, il est très important de disposer d'outils capables de détecter la présence de polluants ou de substances toxiques au sein des milieux aqueux, tels que les écosystèmes aquatiques, l'eau des stations d'épuration, les effluents industriels. Les techniques classiques d’analyse pour la détection d’une espèce (bio) chimique sont généralement complexes, coûteux, volumineux et souvent difficiles à mettre en œuvre. De plus, les phases de préparation des échantillons et d’exploitation des résultats augmentent souvent très fortement la durée totale d’analyse. Depuis une trentaine d’années, ils font face à l’avènement des capteurs (bio)chimiques. Malgré une très forte demande et de nombreuses recherches effectuées, très peu de réalisations commerciales ont vu le jour, surtout dans le domaine de l’environnement. La difficulté majeure qui freine le développement industriel de ces capteurs est liée aux problèmes de sélectivité et de stabilité de l’élément sensible fixé sur la surface du transducteur au cours de l’étape de fonctionnalisation. Pour remédier à ces inconvénients, notre recherche est orientée vers la création de nouvelles matrices d’immobilisation de l’élément sensible et l’élaboration de nouveaux matériaux d’électrodes. Ce travail de thèse porte sur la réalisation et la caractérisation de capteurs chimiques et biochimiques basés sur l’utilisation de trois types de transduction. Le premier transducteur est conductimétrique avec des électrodes interdigitées : Le premier est un biocapteur bienzymatique à protéases immobilisées pour la détection de protéines en tant que marqueur de la matière organique ; Le deuxième est un biocapteur élaboré pour la détermination des nitrates en utilisant l’enzyme nitrate réductase (RN) de l’aspergillus niger immobilisé dans un film de PVC, en présence de Nafion® et de Méthyle viologen en tant que médiateur ; Le troisième est un capteur chimique pour détecter l’ammonium en immobilisant sur des électrodes interdigitées des membranes en PVC contenant la nonactine comme un élément de reconnaissance de l’ammonium ; Le deuxième type de transducteur est voltamétrique avec des électrodes en carbone vitreux pour la détermination de traces de mercure et de nickel. Le troisième type est un transducteur à fibre optique (chimiluminescence) pour la détection du cobalt immobilisé dans un film de chitosan ; le principe de ce capteur repose sur l’effet catalytique des ions métalliques comme le cobalt sur la réaction de chimiluminescence du luminol en présence de peroxyde d’hydrogène. Ces (bio)capteurs ont été validés sur des échantillons d’eau naturelle. Ils ont prouvé qu’ils constituent une technique d’analyse alternative performante, présentant des limites de détection très sensibles, de l’ordre du ng/l au μg/l, comparables à celles trouvées dans la littérature. Ils ont montré une rapidité de réponse de 5 à 7 minutes, une bonne sélectivité avec une bonne reproductibilité pour une longue durée de vie de un à trois mois. Enfin, ces techniques à faible coût, fonctionnant à température ambiante, sont prêtes à être utilisées sur le terrain. Ils permettent ainsi de réaliser des analyses de contrôle et de surveillance de milieux complexes sans traitement préalable des échantillons
Author: Nadia El Alami el Hassani Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Au cours des dernières décennies, les capteurs et les biocapteurs électrochimiques ont connu un développement considérable en raison de leur simplicité, fiabilité, rapidité et sélectivité. Ils ont constitué les alternatives les plus séduisantes pour les méthodes analytiques classiques dans des domaines aussi variés que l'agro-alimentaire, la médecine et la biologie clinique, ou le contrôle de la qualité de l'environnement. Dans ce travail de recherche, nous nous sommes intéressés, dans un premier volet, aux développements des immunocapteurs et capteurs électrochimiques à base des polymères à empreintes moléculaires (MIPs) pour le contrôle de la qualité des miels. La première partie de ce volet concerne le développement des immunocapteurs sur des structures dites Bio-MEMS basées sur des microélectrodes en or. L'élaboration de ces immunocapteurs a été dédiée à la détection des résidus d'antibiotiques à savoir la sulfapyridine (SPy) et la tétracycline (TC). Une nouvelle structure des nanoparticules magnétiques (MNPs) revêtues du copolymère poly (acide pyrrole-co-pyrrole-2-carboxylique) a été exploitée dans ces travaux pour leur réseau d'immobilisation tridimensionnel ainsi que pour leur stabilité pendant de longues périodes. La détection de la SPy et de la TC a été réalisée par différentes approches compétitives en utilisant des anticorps polyclonaux. Dans la deuxième partie de ce volet, nous avons fabriqué des capteurs à base des MIPs pour la détection de la sulfaguanidine, la doxycycline et le chloramphénicol dans le miel. Ces dispositifs ont été développés sur la surface des électrodes sérigraphiées en or en employant une matrice polymérique du polyacrylamide en présence des molécules empreintes. Les performances de ces capteurs et biocapteurs (limite de détection, sélectivité, reproductibilité, application dans les milieux réels) ont ensuite été évaluées. Dans un deuxième volet, nous nous sommes parvenus à appliquer un dispositif de la langue électronique voltammétrique (Langue-EV) pour des analyses agroalimentaires et biomédicales. Dans un premier temps, nous avons discriminé les miels issus de quatorze régions de la France et du Maroc par le dispositif de la Langue-EV. Nous nous sommes aussi parvenus à démontrer la fiabilité de ce dispositif à prédire les résultats des différents paramètres physico-chimiques d'après les réponses des méthodes analytiques utilisées. Dans un deuxième temps, nous sommes passés à l'application du dispositif de la Langue-EV en analyse biomédicale dans le but de discriminer les urines des patientes souffrants des infections urinaires avec celles des femmes saines.
Author: HELENE.. TAP Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 180
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LES DOMAINES DU GENIE BIOLOGIQUE ET MEDICAL SONT CONSIDERES COMME ETANT, A TERME, L'UN DES SECTEURS PRIVILEGIES D'APPLICATION DES MICROSYSTEMES. CE MEMOIRE TRAITE DE LA REALISATION D'UN BIOCAPTEUR ELECTROCHIMIQUE DE FAIBLE COUT, PRET A L'EMPLOI, PERMETTANT LE DOSAGE D'UN GRAND NOMBRE DE SUBSTRATS (LACTATE, MALATE, ETHANOL, PYRUVATE) ET UTILISABLE DANS DES SECTEURS D'APPLICATION TRES DIVERSIFIES PAR DES NON-SPECIALISTES DE L'ANALYSE CHIMIQUE. CE BIOCAPTEUR A DETECTION AMPEROMETRIQUE EST DEVELOPPE EN TECHNOLOGIE MICROELECTRONIQUE OU COMPATIBLE. LE PRINCIPE DE MESURE, DONT L'EFFICACITE A DEJA ETE MONTREE SUR DES CAPTEURS CONVENTIONNELS, PERMET DE S'AFFRANCHIR DE L'UTILISATION D'UNE ELECTRODE DE REFERENCE ET ASSURE UNE BONNE SELECTIVITE. LE SYSTEME ENZYMATIQUE EST CONFINE EN SOLUTION AQUEUSE AU VOISINAGE DE L'ELECTRODE DE TRAVAIL PAR UNE MEMBRANE SEMI-PERMEABLE. AFIN D'ETABLIR LE SCHEMA D'UNE STRUCTURE REPONDANT AU PLUS JUSTE A CES SPECIFICATIONS, LE BILAN DE TOUT CE QU'ELLES IMPOSENT DU POINT DE VUE DE LA GEOMETRIE, DES MATERIAUX, DU DIMENSIONNEMENT ET DE LA METHODOLOGIE SONT TOUT D'ABORD ETABLIS. LE PROCEDE DE FABRICATION AINSI QUE LES CARACTERISATIONS PHYSICO-CHIMIQUES QUI ONT PERMIS DE VALIDER LES CHOIX, SONT ENSUITE PRESENTES. LA MANIERE DONT LES TECHNIQUES DE LA MICROELECTRONIQUE SONT ADAPTEES A LA FABRICATION DU DISPOSITIF AINSI QUE LES TECHNOLOGIES NOUVELLES MISES AU POINT, NOTAMMENT LE CONFINEMENT DU SYSTEME ENZYMATIQUE EN SOLUTION, SONT DETAILLEES. LES BIOCAPTEURS SONT TESTES ET LEURS PERFORMANCES COMPAREES A LA BIBLIOGRAPHIE ET AUX DISPOSITIFS REALISES EN TECHNOLOGIE TRADITIONNELLE. LES RESULTATS SONT SATISFAISANTS ET PERMETTENT D'OUVRIR DES PERSPECTIVES QUANT A LA REALISATION DE MICROSYSTEMES D'ANALYSES MEDICALES OU DE CONTROLE DE PROCEDES AGROALIMENTAIRES.
Author: Osvaldo Jaeggli Publisher: ISSN ISBN: 9783112420218 Category : Language Arts & Disciplines Languages : en Pages : 0
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The architecture of the human language faculty has been one of the main foci of the linguistic research of the last half century. This branch of linguistics, broadly known as Generative Grammar, is concerned with the formulation of explanatory formal accounts of linguistic phenomena with the ulterior goal of gaining insight into the properties of the 'language organ'. The series comprises high quality monographs and collected volumes that address such issues. The topics in this series range from phonology to semantics, from syntax to information structure, from mathematical linguistics to studies of the lexicon. To discuss your book idea or submit a proposal, please contact Birgit Sievert
Author: Cordula Rastogi Publisher: World Bank Publications ISBN: 0821399136 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 133
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The Modern Silk Route is critical to the development and integration of Central Asian countries. The book argues that to overcome current supply chain inefficiencies the traditional focus on physical corridors needs to be complemented by a consistent and ambitious set of national reforms in trade and transport facilitation.
Author: Hatice Atacag Erkurt Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3642118461 Category : Science Languages : en Pages : 221
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Azo dyes play an important role as coloring agents in the textile, food, and pharmaceutical industry. Due to the toxicity, mutagenicity and carcinogenicity of azo dyes and their breakdown products, their removal from industrial wastewaters has been an urgent challenge. Promising and cost-effective methods are based on their biodegradation, which is treated in this volume. The topics presented by experts in the field include: the classification of azo dyes; toxicity caused by azo dyes; aerobic and anaerobic azo dye biodegradation mechanisms; the role of bacteria, fungi, algae and their enzymes in biodegradation; the impact of redox mediators on azo dye reduction; the integration of biological with physical and chemical processes; the biotransformation of aromatic amines; reactor modelling for azo dye conversion; the biodegradation of azo dyes by immobilized bacteria and fungi; and factors affecting the complete mineralization of azo dyes.
Author: Jean-Marie Basset Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 3527627103 Category : Science Languages : en Pages : 725
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Covering everything from the basics to recent applications, this monograph represents an advanced overview of the field. Edited by internationally acclaimed experts respected throughout the community, the book is clearly divided into sections on fundamental and applied surface organometallic chemistry. Backed by numerous examples from the recent literature, this is a key reference for all chemists.
Author: Eric Lichtfouse Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9400719051 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 334
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Sustainable agriculture is a rapidly growing field aiming at producing food and energy in a sustainable way for our children. This discipline addresses current issues such as climate change, increasing food and fuel prices, starvation, obesity, water pollution, soil erosion, fertility loss, pest control and biodiversity depletion. Novel solutions are proposed based on integrated knowledge from agronomy, soil science, molecular biology, chemistry, toxicology, ecology, economy, philosophy and social sciences. As actual society issues are now intertwined, sustainable agriculture will bring solutions to build a safer world. This book series analyzes current agricultural issues and proposes alternative solutions, consequently helping all scientists, decision-makers, professors, farmers and politicians wishing to build safe agriculture, energy and food systems for future generations.
Author: Basma Khadro
Author: Basma Khadro
Author: Dan Shan
Author: Nadia El Alami el Hassani
Author: HELENE.. TAP
Author: Osvaldo Jaeggli
Author: Cordula Rastogi
Author: Hatice Atacag Erkurt
Author: Jean-Marie Basset
Author: Eric Lichtfouse
Author: Krishnasami Venkataraman