Etude de différentes méthodes de biofonctionnalisation pour la réalisation de biocapteurs. Application à la détection de pesticides

• Auteur / Autrice : Kai Wan
• Direction : Nicole Jaffrezic-Renault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques fondamentales et appliquées
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône....-2003)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères

Acetylcholinesterase

Pesticides -- Toxicologie

Langmuir-Blodgett, Couches de

Biocapteurs

Résumé

Le travail de cette thèse a consisté à étudier l'immobilisation de molécules biochimiques sur des transducteurs potentiométriques par différentes méthodes d'immobilisation, afin de réaliser des micro capteurs de type ISFET pour déterminer un pesticide organophosphoré (le trichlo fon) dans l'eau. Deux grands types d'immobilisation ont été mis au point : - le dépôt de monocouches enzymatiques par la technique Langmuir-Blodgett - le dépôt de membranes enzymatiques épaisses. Dans le cadre du dépôt de monocouches enzymatiques, nous nous sommes attachés à qualifier la présence des molécules d'enzyme (la butyrylcholine estérase) dans les films mixtes amphiphile/enzyme de Langmuir à l'interface eau/air. A partir de nos résultats, une hypothèse sur l'évolution du film mixte amphiphile/ODA à l'interface air/eau a été proposée. Nous supposons qu'il existe une réorganisation des molécules d'enzyme avec les molécules de st arylamine pour des pressions de surface comprises entre 35 mN/m et 43 mN/m. Ce processus de réorganisation est contrôlé par le temps de relaxation du film. Cette hypothèse est confirmée par la spectroscopie FTIR-ATR et l'AFM du film LB mixte. Les micro biocapteurs potentiométriques (ENFETs) pour déterminer le trichlo fon ont été réalisés par cette méthode. Ce type de biocapteur a permis d'atteindre des limites de détection de 0. 1μM. Nous avons aussi effectué deux types différents de membranes enzymatiques épaisses afin de réaliser des micro capteurs pour détecter le trichlo fon. Une procédure classique basée sur l'immobilisation de l'enzyme dans le BSA suivie de sa réticulation par le glutaraldéhyde est comparée à une nouvelle procédure par piégeage de l'enzyme en utilisant une matrice de polymère photo polymérisable : le PVA/SbQ contenant du styrylpyridinium. Sur la base de ces deux types d'ENFETs, les performances analytiques (la sensibilité, la durée de vie, la dynamique. ) sont comparées à partir de l'inhibition de l'enzyme. Les résultats obtenus montrent que l'immobilisation d'enzyme dans la membrane PVA/SbQ conduit à des micro capteurs présentant de meilleures caractéristiques que celles qui sont obtenues par la réticulation de l'enzyme : une plus grande dynamique linéaire de mesure dans le mode cinétique, une meilleure reproductibilité et surtout une meilleure stabilité au stockage. Les deux types d'immobilisation conduisent à des micro capteurs qui présentent la même limite de détection pour le trichlo fon : 1μM.