Bioélectrodes enzymatiques pour des applications en biocapteurs et en biopiles

par Haytem Jarrar

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Marc Rolland et de Marc Cretin.

Le président du jury était Gérald Pourcelly.

Le jury était composé de Marc Rolland, Marc Cretin, Gérald Pourcelly, Chantal Gondran, Thierry Noguer, Jean-Louis Marty.

Les rapporteurs étaient Chantal Gondran, Thierry Noguer.


  • Résumé

    La principale originalité de ce travail est la mise en œuvre de deux voies d'immobilisation du biorécepteur sur différents matériaux d'électrodes. Dans un premier temps, nous avons démontré que le polyneutral red (PNR) représente une bonne matrice de rétention pour les enzymes. De plus, de part ses propriétés de médiation vis-à-vis des enzymes et principalement de leur cofacteur (NAD/FAD), ce polymère permet une connexion intime entre le site actif de l'enzyme et l'électrode. L'ensemble de ces caractéristiques nous a permis de mettre en œuvre une bioélectrode applicable en tant qu'anode d'un biocapteur à glucose et d'une cellule de biopile à combustible. Dans un second temps, la glocose oxydase a été immobilisée de façon covalente sur une électrode. L'électro-oxydation de l'éthylène a été menée sur les électrodes de carbone vitreux pour obtenir des fonctions amines. La voie proposée est simple, rapide et efficace. Puis, la glucose oxydase a été greffée avec succès par la méthode EDC / NHS sur les fonctions amines après optimisation des conditions de pH. Ces bioélectrodes ont ensuite été testées en tant que biocapteur à glucose montrant une bonne sensibilité de glucose avec une bonne stabilité sur une période de 4 semaines ce qui prouve l'efficacité de la méthode de greffage pour des applications de détection et dosage.

  • Titre traduit

    Enzymeatic bioelectrodes for applications in biosensors and biofuel cells


  • Résumé

    The main originality of this work is the development of two-way to immobilize a bioreceptor on different electrode materials. Initially, we demonstrated that the polyneutral red (PNR) is a good matrix for retaining enzymes. In addition, its properties of mediation towards enzymes and mainly their cofactor (NAD / FAD), this polymer provides an intimate connection between the active site of the enzyme and the electrode. All these features allowed us to develop an bioelectrodes as the anode of a biosensor for glucose and a fuel cell biopile. In a second step, the glocose oxidase was covalently immobilized on an electrode. The electro-oxidation of ethylene diamine was carried out on glassy carbon electrodes to obtain amine functions. This proposed way is simple, fast and efficient. Then, glucose oxidase was successfully grafted by the method EDC / NHS on amine functions after the optimization of pH conditions. These bioelectrodes were then tested as glucose biosensor and showed good sensitivity with good stability over a period of 4 weeks which proves the effectiveness of the grafting method for detection and assay applications.


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