Elaboration et analyse du comportement cinetique d'une electrode a enzyme construite par immobilisation immunologique de monocouches successives de glucose oxydase

Elaboration and analysis of the kinetic behavior of an enzyme electrode built by immunological immobilization of successive glucose oxidase monolayers

• Auteur / Autrice : Christophe Demaille
• Direction : Jacques Moiroux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Psychologie
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Ce travail consiste en la construction d'edifices organises de glucose oxydase a la surface d'electrodes de carbones. Le mecanisme d'oxydation du glucose par la glucose oxydase en solution par des mediateurs mono-electroniques est tout d'abord etudie. Il est alors demontre que la voltametrie cyclique permet l'analyse cinetique complete de ce systeme enzymatique. Une dependance de la vitesse d'oxydation de l'enzyme par les mediateurs mono-electroniques en fonction ph a pu etre mise en evidence. Cette dependance a conduit a la proposition d'un mecanisme detaille mettant en jeu les differents etats de protonation du groupement prosthetique de l'enzyme. Cette etude a permis la determination complete des parametres cinetiques de la reaction enzymatique ainsi qu'une estimation des pka du groupement prosthetique de l'enzyme et la mise en evidence de la formation d'un complexe precurseur enzyme-mediateur. Plusieurs methodes d'immobilisation de monocouches de glucose oxydase a la surface d'electrodes de carbone ont ete explorees. Une monocouche pleinement active a ete obtenue en couplant l'adsorption d'un antigene et sa reconnaissance immunologique par un anticorps conjugue a la glucose oxydase. La voltametrie cyclique et le marquage des proteines a l'iode 125 montrent que l'activite enzymatique est totalement preservee par ce type d'immobilisation. Le comportement cinetique de la monocouche d'enzyme a ete quantitativement analyse. La reconnaissance de la premiere couche par un anticorps anti-glucose oxydase a permis la mise au point d'une procedure de construction pas a pas d'une electrode a multi-monocouches (jusqu'a 10 monocouches). La nature ordonnee de la construction enzymatique a ete confirmee par l'analyse de sa reponse catalytique au moyen de la voltametrie cyclique. Un modele decrivant le fonctionnement d'un tel edifice enzymatique ordonne a ete elabore. Les parametres controlant le fonctionnement catalytique de l'edifice ont pu etre identifies et quantifies