Électrodes modifiées par des matériaux composites fonctionnalisés pour application capteurs et biocapteurs

Modified electrodes with functionalized materials application sensors and biosensors

• Auteur / Autrice : Yosra Sahraoui
• Direction : Nicole Jaffrezic-Renault, Abderrazak Maaref
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 28/05/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Faculté des Sciences de Monastir (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences Analytiques. Lsa
• Jury : Président / Présidente : Taoufik Boubaker
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelhamid Errachid El Salhi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Khaled Boujlel, Hafsa Korri-Youssoufi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules magnétiques

Nanotubes

Capteurs (technologie)

Biocapteurs

Mots clés libres

Électrodes modifiées

Fonctionnalisation

Capteurs

Biocapteurs

Nanoparticules magnétiques

Nanoparticules d’or

Polyoxométallates

Nanotubes de Carbone

Modified Electrodes

Functionalization

Sensors

Biosensors

Magnetic Nanoparticles

Gold Nanoparticules

Polyoxometalates

Carbon Nanotubes

Résumé

L'objectif de cette étude consiste à développer des électrodes modifiées à base des nanomatériaux à visées électroanalytiques. Pour ce faire, différentes méthodes de modification des électrodes ont été proposées à savoir la fonctionnalisation chimique, par adsorption et par électropolymérisation, en se servant des interactions électrostatiques et covalentes entre les surfaces des électrodes et les nanomatériaux (les nanoparticules magnétiques, les nanoparticules d'or, les polyoxométallates et les nanotubes de carbone). Les électrodes modifiées préparées ont permis de réaliser des dispositifs de détection (capteurs et biocapteurs) caractérisés par des performances analytiques intéressantes en termes de sensibilité et limite de détection. Des biocapteurs d'urée, à base d'électrodes semiconductrices, fonctionnalisées par des nanoparticules magnétiques portant l'enzyme uréase, ont permis d'obtenir de grandes sensibilités de détection de l'urée. Des capteurs chimiques pour la détection sensible de l'ion nitrite ont été obtenus en fonctionnalisant des électrodes de carbone vitreux et de diamant dopé au bore par des polyoxométallates. La combinaison de deux types des nanomatériaux (nanotubes de carbone et polyoxométallates hybrides) a permis l'obtention d'une structure originale qui présente les propriétés conductrices des nanotubes et électrocatalytiques des polyoxométallates. Ces structures originales ont permis la réalisation de biocapteurs enzymatiques de haute sensibilité pour la détection du glucose et du catéchol

The objective of the study consists in the development of modified electrodes, based on nanomaterials for electroanalytical applications. In this aim, different methods of modification of the electrodes have been proposed: chemical functionalization, adsorption and electropolymerization, using the electrostatic and covalent interactions between electrode surfaces and nanomaterials (magnetic nanoparticles, gold nanoparticles, polyoxometallates and carbon nanotubes). The prepared modified electrodes have allowed the obtaining of detection devices (sensors and biosensors) characterized for their interesting analytical performances in terms of sensitivity and detection limit. Urea biosensors, based on semi-conducting electrodes, functionalized with magnetic nanoparticles coated with urease enzyme, have allowed the sensitive detection of urea. Chemical sensors for the sensitive detection of nitrite ion have been obtained through functionalization of glassy carbon electrodes and boron doped diamond electrodes with polyoxometallates. The combination of both types of nanomaterials (carbon nanotubes and hybrid polyoxometallates) have allowed the obtaining of an original structure that presents conductive properties of nanotubes and electrocatalytic properties of polyoxometallates. These original structures have allowed the fabrication of enzymatic biosensors with a high sensitivity for the detection of glucose and catechol