Electrodes enzymatiques bioaffines : modélisation et mise en oeuvre de stratégies d'amplification

par François Mavré

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Benoît Limoges.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    L'utilisation d'électrodes bioaffines mettant en jeu un principe de reconnaissance biomoléculaire directement à la surface d'une électrode ainsi que sa révélation à l'aide d'un marqueur enzymatique capable de générer un signal électrique est une voie très prometteuse pour la mise en œuvre de dosages performants. Ce travail a pour but de réaliser une étude détaillée des potentialités analytiques offertes par les électrodes enzymatiques bioaffines, en s'appuyant sur la modélisation théorique de leur fonctionnement et une confrontation avec l'expérience. Les paramètres clés qui gouvernent leur sensibilité ont pu ainsi être déterminés, et plusieurs stratégies d'amplification ont été mises en place en vue d'améliorer leurs performances analytiques. Le confinement de la cellule électrochimique dans un film mince au dessus de l'électrode à l'aide d'une simple lamelle de verre pour l'accumulation du produit du marqueur enzymatique permet par exemple de détecter jusqu'à 0. 002 événements de reconnaissance par μm², ce qui rivalise avec les techniques les plus performantes. Une seconde stratégie d'amplification est basé sur le confinement à la surface de l'électrode d'une grande quantité d'enzymes redox, capables d'amplifier le signal par recyclage enzymatique des espèces électrodétectées. Cette approche permet d'obtenir des facteurs d'amplification supérieurs à 1000. Enfin, le dépôt à la surface de l'électrode d'agrégats aux propriétés magnétiques réalisés à partir d'enzymes biotinylées, d'avidine et de nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer permettant d'obtenir des concentrations locales en enzyme active de plus de 100 μM est également une voie prometteuse.

  • Titre traduit

    New physical description of turbulence and implications for explosive volcanic flows


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    The use of bioaffinity electrodes based on a biomolecular specific recognition event occurring directly at the electrode surface as well as its revelation with the help of an enzyme label that may generate an electric signal is a very promising way to build performant assays. The aim of this work is to realize a detailed study of the analytical potentialities of these enzymatic bioaffinity electrodes, based on theoretical modelization and comparison with experiments. Key parameters that govern the sensitivity were determined and several amplification strategies were set up to improve the analytical performances. The confinement of the electrochemical cell within a thin film above the electrode with the help of a simple glass cover slip for the accumulation of the enzyme label product allows to detect down to 0. 002 recognition event per μm², a result which favorably compete with the most performant techniques. A second amplification strategy is based on the confinement at the electrode surface of a large amount of a redox enzyme able to amplify the signal by recycling the electrodetected species. This approach led to amplification factor greater than 1000. Finally, the deposit at the electrode surface of aggregates with magnetic properties build from biotinylated enzymes-, avidin, and iron oxide magnetic nanoparticles, and allowing to reach local concentration in fully active enzyme greater than 100 μM is also very promising.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (240 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 333 réf.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 218
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