Élaboration et caractérisation de biocapteurs ampérométriques basés sur l'immobilisation d'enzymes dans des gels inorganiques et des matrices polymeres

Elaboration and caracterisation of amperometric biosensors based on enzyme immobilization in inorganic gels and polymeric matrices

• Auteur / Autrice : Jean-Luc Besombes
• Direction : Pierre Labbé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Chambéry

Résumé

Les biocapteurs ampérométriques sont des dispositifs analytiques réalisés par immobilisation d'une enzyme à la surface d'une électrode. Leurs performances peuvent être améliorées par l'élaboration de nouvelles matrices permettant l'immobilisation non dénaturante des enzymes. Dans ce contexte, il est montré, au moyen d'une enzyme modèle, la glucose oxydase, que l'immobilisation d'enzymes dans des gels inorganiques hydrophiles de laponite, constitue une nouvelle méthode performance pour la réalisation de biocapteurs. Le capteur à glucose est alors très sensible et présente une réponse linéaire sur trois décades de concentrations (0,8 m-2 mm). Le principal avantage de cette méthode réside dans la simplicité de mise en œuvre et dans l'immobilisation quantitative des faibles quantités d'enzymes nécessaires. Une méthode électrochimique a, d'autre part, permis d'accéder aux caractéristiques cinétiques de l'enzyme immobilisée. Un deuxième type de biomatériau est réalisé par incorporation de particules de laponite au sein d'un film polymère electrogenere à partir d'un pyrrole amphiphile. Ce processus de dopage améliore de manière importante la sensibilité et la stabilité du capteur. Une étude électrochimique originale basée sur l'utilisation du système catechol/polyphenol oxydase, a montré que ce phénomène résulte d'une meilleure activité de l'enzyme immobilisée. Ce travail présente également deux exemples d'application des biocapteurs. Le premier capteur est obtenu par immobilisation de la polyphenol oxydase au sein du polymère non dope. Certains polluants agissant comme substrat ou inhibiteur de l'enzyme, il est alors possible de détecter en milieu aqueux, les phénols, les chlorophenols, les ions cyanure et des pesticides tels que l'atrazine et des carbamates. Le deuxième exemple concerne le dosage du cholestérol. Les caractéristiques des matériaux mixtes polymere-laponite ont été mises à profit pour réaliser un biocapteur base sur l'immobilisation de la cholestérol oxydase ou sa coimmobilisation avec la cholestérol estérase permettant le dosage du cholestérol et de ses dérivés ester