Développement et optimisation de biocapteurs à base de biomolécules et de micro-organismes sur microélectrodes interdigitées PDF Download
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Book Description
De nos jours, les besoins en biocapteurs dans différents domaines (environnement, médical...) sont réels. Et c'est pour répondre à certains de ces besoins que dans ce travail nous nous sommes intéressés au développement de différents biocapteurs se basant sur l'immobilisation d'enzymes et/ou de micro-organismes sur des électrodes conductimètriques. La première partie de ce travail a été consacrée au developpement d'un biocapteur enzymatique à base de proteinase K pour le contrôle de la pollution organique dans les eaux naturelles à travers le dosage des protéines. Dans la partie suivante, nous nous sommes intéressés au développement d'un biocapteur associant deux activités enzymatiques : la β-galactosidase et la glucose oxydase et son application au dosage du lactose dans le lait. La réussite du suivi de la catalyse du lactose par la combinaison de son hydrolyse enzymatique par la β-galactosidase avec l'oxydation, du glucose généré (catalysée par la glucose oxydase), à l'aide des électrodes conductimétriques, ont ensuite été appliqués au dosage du sélénite (élément toxique à forte dose). Ceci a été réalisé en exploitant la β-gal induite dans les cellules bactériennes de Herminiimonas arsenicoxydans par la présence de sélénite. Ainsi, un biocapteur conductimétrique original associant la glucose oxydase à une bactérie génétiquement modifée, qui exprime l'activite β-galactosidase en présence de sélénite, a été développé pour la détermination du sélénite. Enfn, un biocapteur olfactif se basant sur l'immobilisation de levures S. Cerevisiae génétiquement modifées, exprimant le récepteur olfactif humain OR17-40 a été développé et appliqué avec succès à la détection de l'hélional.
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De nos jours, les besoins en biocapteurs dans différents domaines (environnement, médical...) sont réels. Et c'est pour répondre à certains de ces besoins que dans ce travail nous nous sommes intéressés au développement de différents biocapteurs se basant sur l'immobilisation d'enzymes et/ou de micro-organismes sur des électrodes conductimètriques. La première partie de ce travail a été consacrée au developpement d'un biocapteur enzymatique à base de proteinase K pour le contrôle de la pollution organique dans les eaux naturelles à travers le dosage des protéines. Dans la partie suivante, nous nous sommes intéressés au développement d'un biocapteur associant deux activités enzymatiques : la β-galactosidase et la glucose oxydase et son application au dosage du lactose dans le lait. La réussite du suivi de la catalyse du lactose par la combinaison de son hydrolyse enzymatique par la β-galactosidase avec l'oxydation, du glucose généré (catalysée par la glucose oxydase), à l'aide des électrodes conductimétriques, ont ensuite été appliqués au dosage du sélénite (élément toxique à forte dose). Ceci a été réalisé en exploitant la β-gal induite dans les cellules bactériennes de Herminiimonas arsenicoxydans par la présence de sélénite. Ainsi, un biocapteur conductimétrique original associant la glucose oxydase à une bactérie génétiquement modifée, qui exprime l'activite β-galactosidase en présence de sélénite, a été développé pour la détermination du sélénite. Enfn, un biocapteur olfactif se basant sur l'immobilisation de levures S. Cerevisiae génétiquement modifées, exprimant le récepteur olfactif humain OR17-40 a été développé et appliqué avec succès à la détection de l'hélional.
Author: Ivan Kucherenko Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les biocapteurs sont des moyens d'analyse en plein essor à la fois rapides, sélectifs et peu coûteux applicables à des domaines extrêmement variés (environnement, santé, agroalimentaire,...). Dans ce type d'outil, un élément sensible de nature biologique (anticorps, enzyme, microorganisme, ADN...) doté d'un pouvoir de reconnaissance pour un analyte ou un groupe d'analytes est associé à un transducteur pouvant être de type électrochimique, optique ou thermique.Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au développement de trois biocapteurs pour la détection de substances biologiquement actives. Le premier permet la détermination simultanée de l'adénosine triphosphate (ATP) et du glucose par ampérométrie, le deuxième celle de la créatine kinase, et le troisième est un biocapteur conductimétique pour la quantification de l'ATP. Dans les deux premiers biocapteurs, deux enzymes (l'hexokinase et la glucose oxydase) sont immobilisées à la surface de microélectrodes constituées d'un disque de platine. Le troisième biocapteur est basé sur l'immobilisation de l'hexokinase sur des microélectrodes interdigitées en or. L'immobilisation est réalisée dans tous les cas par co-réticulation des enzymes en présence d'albumine de sérum bovin à l'aide de glutaraldehyde. Les caractéristiques analytiques des biocapteurs ont été déterminées et différentes procédures ont été développées pour l'analyse d'échantillons réels. Les biocapteurs ont pu être appliqués avec succès à la quantification de l'ATP, du glucose et de la créatine kinase dans des préparations pharmaceutiques et du sérum sanguin.
Author: Marie Berthuel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Cette thèse explore deux voies d'amélioration des performances d'un biocapteur électrochimique d'affinité pour la détection des anticorps anti-NS1 de la dengue.La première volonté est l'amélioration de la limite de détection et de la sensibilité des biocapteurs par microstructuration du transducteur. Une modélisation basée sur les éléments finis a permis de définir la gamme optimale des paramètres géométriques des microplots. Après construction, les électrodes recouvertes de microplots ont été caractérisées par voltampérométrie cyclique et par microscopie électronique à balayage. A l'issue de l'optimisation, des biocapteurs à glucose ont été construits afin de démontrer l'accroissement des performances d'un biocapteur ampérométrique. Enfin, dans le but de valider l'intérêt des microplots pour un biocapteur d'affinité, un modèle d'immunocapteur impédance métrique sans marquage permettant la quantification de l'anticorps de la sous-unité B de la toxine du choléra est étudié avant de procéder à la réalisation d'un immunocapteur d'intérêt pour l'anticorps de la dengue. Ils sont réalisés sur deux types d'électrodes : les électrodes recouvertes de microplots et des électrodes interdigitées.La seconde volonté est l'amélioration de la longévité du stockage des biocapteurs à flux latéral par microencapsulation des biomolécules marquées, nécessaires à la détection par compétition. Pour cela, des microcapsules de polymère, fabriquées à faible coût, sont développées. Le bleu de méthylène et l'enzyme glucose oxydase ont été encapsulées sous forme sèche. Leur relargage a été suivi par spectrophotométrie UV-Visible et/ou par électrochimie après cassure des microcapsules par action mécanique et/ou par ultrasons.
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Les biocapteurs sont des moyens d'analyse en plein essor à la fois rapides, sélectifs et peu coûteux applicables à des domaines extrêmement variés (environnement, santé, agroalimentaire,...). Dans ce type d'outil, un élément sensible de nature biologique (anticorps, enzyme, microorganisme, ADN...) doté d'un pouvoir de reconnaissance pour un analyte ou un groupe d'analytes est associé à un transducteur pouvant être de type électrochimique, optique ou thermique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au développement de trois biocapteurs utilisant des enzymes de la famille des oxydo-réductases (alcool oxydase, lactate oxydase et formaldéhyde déshydrogénase) pour la détection d'analytes d'intérêt dans le domaine de l'agroalimentaire ou de l'environnement (alcools, lactate et formaldéhyde). Les trois enzymes ont été immobilisées sur des microélectrodes interdigitées en or en vue d'une détection conductimétrique. Nous avons cherché à mieux comprendre le fonctionnement des biocapteurs et optimisé le procédé d'immobilisation des enzymes ainsi que différents paramètres de fabrication ou de mesure afin de maximiser les performances analytiques des outils développés (sélectivité, limite de détection, reproductibilité, stabilité). Nous avons également démontré les potentialités d'application des deux biocapteurs conductimétriques à base de lactate oxydase et de formaldéhyde déshydrogénase pour la détection du lactate dans les produits laitiers et du formaldéhyde dans les eaux.
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L'utilisation massive et sans précautions particulières du glyphosate (GLY) dans le domaine agricole soulève de nombreuses questions concernant la pollution de l'environnement et les risques pour la santé. Par conséquent, la surveillance de la concentration du GLY dans l'environnement est d'une grande importance. Ce travail porte sur le développement de micro-capteurs électrochimiques pour la détection du GLY dans l'eau. Ils sont à base du chitosane à empreintes moléculaires déposé sur des microélectrodes en or. La spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) est utilisée comme une technique de détection dans une plage de concentration de 0,31 pg/mL à 50 ng/mL. Les capteurs proposés présentent une bonne réponse linéaire avec une limite de détection faible, bonne sélectivité, bonne reproductibilité et une possibilité de réutilisation. Les procédures de préparation sont relativement simples, pratiques et assurent des méthodes rapides et économiques. La réponse impédance-métrique des différents micro-capteurs est modélisée en utilisant des bilans basés sur des lois physiques. Cette étude a permis de décrire les phénomènes à l'interface électrode/électrolyte et de montrer l'effet de chaque paramètre sur le signal de la réponse. Ainsi, nous avons pu montrer l'effet du GLY sur les différents paramètres.
Author: Mouna Marrakchi
Author: Mouna Marrakchi
Author: Ivan Kucherenko
Author: Marie Berthuel
Author: Thanh Thuy Nguyen Boisse
Author: Fares Zouaoui