Utilisation de la chaîne respiratoire d’Escherichia coli immobilisée pour la réalisation d’électrodes à enzyme dans le but de doser le L-lactate et le succinate

Measurements of L-lactate and succinate with an enzyme electrode using immobilized respiratory chain from Escherichia coli

• Auteur / Autrice : Elisabeth Adamowicz
• Direction : Daniel Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Technologie enzymatique
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détecteurs électrochimiques

Gélatine

Membranes (biologie)

Flavoprotéines

Succinate déshydrogénase

Lactate

Cellules immobilisées

Enzymes immobilisées

Électrodes à enzymes

Escherichia coli

Résumé

Deux électrodes à enzymes permettant de doser le L-lactate et le succinate ont été mises au point. Les premiers maillons de la chaîne respiratoire d'Escherichia coli, les flavoprotéines spécifiques de l'oxydation du L-lactate et du succinate, sont induites en milieu minimum en présence respectivement de D-L-lactate 1% ou de succinate 1%, comme seule source de carbone. Les bactéries entières sont immobilisées dans un film de gélatine réticulée à l'aide du glutaraldéhyde. La chaîne respiratoire immobilisée reste active et capable d'oxyder le L-lactate ou le succinate. La réalisation de l'électrode enzymatique est basée sur un contact étroit entre un capteur électrochimique à pO2 et l'activité enzymatique immobilisée sous forme de film. L'addition de L-lactate ou de succinate dans le milieu réactionnel provoque une diminution de la concentration d'oxygène dans le film. La variation de la concentration d'oxygène due à la réaction enzymatique est proportionnelle à la variation de la pression partielle de l'oxygène dissous dans la membrane. Le pO2 permet d'avoir un signal électrique dépendant de cette variation de la pO2. Le L-lactate peut être dosé dans la gamme de concentration de 0,1mM à 20mM. Pour le succinate cette gamme est comprise entre 1mM et 200mM. La courbe d'étalonnage établie pour des concentrations connues de substrat permet de déterminer des concentrations de L-lactate ou de succinate dans les solutions à tirer. Une mesure dure entre 1 et 3 minutes. La précision des dosages répétitifs (100 mesures) est telle que l'erreur représentée par le coefficient de variation ne dépasse pas 1,3% avec les solutions de L-lactate et de succinate. Pour les milieux industriels (yaourt dans le cas de l'électrode à L-lactate) le coefficient de variation ne dépasse pas 3%. Les électrodes à L-lactate ou à succinate sont spécifiques, sensibles et stables. L'influence du pH du milieu sur leurs activités (de pH=6,0 a pH=10,0 pour le L-lactate et de pH=6,5 à pH=8,5 pour le succinate) est négligeable. Elles peuvent être utilisées à des températures allant jusqu'à 55°C.