Développement d'un biocapteur à bactéries luminescentes immobilisées, pour le contrôle de la toxicité aiguë des eaux et effluents hydriques

• Auteur / Autrice : Dominique Osbild
• Direction : Paule Vasseur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie de l'environnement
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tests de toxicité

Microbiologie marine

Bactéries marines

Biocapteurs

Résumé

L'objectif de ce travail était de développer un biocapteur utilisant la bactérie marine luminescente Vibrio Fischeri. Les microorganismes immobilisés sont maintenus au contact d'une fibre optique qui enregistre en permanence les variations de luminescence. Le système est plonge dans le flux à analyser : la présence de toxiques se traduira par une chute significative de la luminescence bactérienne. Après avoir vérifié que la sensibilité de la souche cultivée au laboratoire était satisfaisante, il s'agissait de choisir un mode de fixation simple des bactéries se prêtant à une utilisation en dynamique. La filtration des bactéries sur membrane a été retenue. La sensibilité des bactéries immobilisées, placées dans un flux circulant, a ensuite été étudiée. Lorsque le support bactérien est correctement imprégné par le flux à analyser, la sensibilité des bactéries immobilisées est très satisfaisante. Diverses compositions du flux circulant ont ensuite été testées afin de permettre aux bactéries d'être luminescentes pendant approximativement une semaine au laboratoire. La circulation d'un milieu contenant des traces d'éléments nutritifs et périodiquement aéré, permet d'avoir un système autonome durant huit jours. Après plusieurs jours de fonctionnement du dispositif, la sensibilité des bactéries immobilisées, reste satisfaisante. Enfin, pour une commercialisation ultérieure de l'appareil, un mode de conservation simple des bactéries immobilisées a été développé : les supports bactériens conserves à +20°c sur une gélose riche en éléments nutritifs et en agar sont luminescents pendant un mois. Les performances des bactéries immobilisées et conservées pendant un mois dans ces conditions se sont révélées satisfaisantes ainsi que l'ont montré les essais en dynamique sur huit jours. Un nouveau pilote est en construction pour l'étape indispensable de validation in situ et le suivi en continu de la qualité d'effluents complexes

The aim of this work was to develop a biosensor using a water-sea luminescent bacteria Vibrio Fischeri. The bacteria are immobilized and maintened on an optic fiber which records continuously the variations of luminescence. The system is placed in the flow to analyze. The presence of toxic substances in the circulating flow is indicated by a drop of the bioluminescence. The sensitivity of the bacterial strain cultivated in the laboratory was checked. Thereafter, we studied of process of immobilization of the bacteria which could be used in dynamic conditions. Bacteria were adsorbed, by simple filtration, of a membrane. An immobilzation by adsorption on a filter membrane was shown to be optimal compared to an inclusion in a gel matrix, and was thus selected for dynamic studies. Then the sensitivity of the immobilized bacteria in a circulating flow was studied. When the bacterial support was correctly impregnated with the flow to analyze, the sensitivity of the immobilized bacteria presented the same sensitivity as free bacteria. Different compositions of the circulating flow have been tested then in order to maintien the luminescence of the bacteria during a week, without loss of their sensitivity. The continuous circulation of a medium containing traces of nutrients and periodically aerated, enabled autonomy of the system during 8 days. After some days of functionning, the sensitivity of the immobilized bacteria was still satisfying. The bacterial supports could be kept luminescent and sensitive at +20°C on a high nutritive agar plate during one month. This process of preservation is convenient for a marketing of the biosensor. A new pilot has to be built for the in situ validation step ; it would allow a continuous survey of the quality of the industrial wastewaters