Modélisation de biocapteurs électroenzymatiques

Modeling of electroenzymatic biosensors

• Auteur / Autrice : Saliha Bacha
• Direction : Maurice Comtat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrodes

Bioélectrochimie

Enzymes immobilisées

Analyse électrochimique

Biocapteurs

Résumé

Les biocapteurs enzymatiques a detection amperometrique sont de plus en plus utilises pour le dosage de composes interessant la medecine, l'environnement ou l'agro-alimentaire. Ils sont constitues d'une electrode associee a un systeme de reconnaissance biologique constitue d'une ou plusieurs enzymes. La modelisation de tels systemes consiste a resoudre les equations aux derivees partielles de bilan matiere en regime transitoire pour les differentes especes en solution. La resolution est effectuee par la methode numerique des volumes finis qui offre l'avantage de la souplesse dans le choix du maillage de l'espace, particulierement importante dans le cas des capteurs a enzymes immobilisees. Apres avoir optimise les parametres numeriques, le modele est valide sur les resultats experimentaux obtenus avec des capteurs monoenzymatiques. L'etude de l'influence des parametres biochimiques, hydrodynamiques ou de position de l'enzyme, sur l'amplitude du signal et le temps de reponse permet de choisir le capteur le plus performant et les meilleures conditions experimentales. Le modele est ensuite applique a l'etude des electrodes composites a pate de carbone. La complexite des phenomenes mis en uvre dans de telles structures a necessite une approche experimentale afin de cerner avec precision les cas pour lesquels le modele est directement applicable. Le modele est enfin etendu aux systemes bienzymatiques. Une attention particuliere est portee aux phenomenes d'inhibition de la catalyse enzymatique et une classification des capteurs est proposee en fonction des solutions qu'ils apportent pour s'affranchir des inhibiteurs, pour amplifier le signal ou ameliorer la selectivite