General Approach for Electrochemical Detection of Small Molecules in Water

par Shi-Hui Shi

Thèse de doctorat en Chimie informatique et théorique

Sous la direction de Steeve Reisberg.


  • Résumé

    Durant les dernières décennies, grâce à leur application potentielle en diagnostic clinique, en sécurité alimentaire, en sécurité publique et en surveillance environnementale, les capteurs électrochimiques ont été étudiés avec intérêt. Ce travail s'intéresse à la conception et à la fabrication de deux types de capteurs électrochimiques différents. Pour la première stratégie, un biocapteur électrochimique spécifique de l'acétaminophène sans marqueur ni sonde, a été conçu. La stratégie de détection est basée sur la compétition indirecte ; après immobilisation de l'anticorps correspondant sur la surface de l'électrode, en présence de l'antigène l'anticorps se détache de la surface de l'électrode et ainsi génère une augmentation du courant, c'est-à-dire une détection par signal positif. Appliqué à l'acétaminophène, ce biocaptetr électrochimique présente un seuil de détection très bas d'environ lOpm et une sélectivité très importante pour l'acétaminophène comparé à des dérivés proches (aspirine, bisphénol A, pipérazine) même dans un mélange. Dans la deuxième stratégie, un principe de détection basé sur l'affinité et la sélectivité des aptamères (immobilisés sur une électrode d'Au) a été mis au point. En utilisant une cible marquée par une sonde redox, il est possible de quantifier k présence de cible (native) par électrochimie selon un principe d'échange compétitif. Cette nouvelle génération d'aptacapteurs permet le dosage reproductible et rapide (quelques minutes) d'une cible donnée selon un principe de transduction non basée sur le changement de conformatin de l'aptamère lors de la complexation. Ce format est donc aplicable à tout type de cibles.

  • Titre traduit

    Détection Électrochimique de Petites Molécules en Milieu Aqueux : une Approche Générale


  • Résumé

    In the last few decades, due to their potential usefulness in clinical diagnosis, food safety, public security and environmental survey, electrochemical sensors have been intensively investigated. This work mainly focused on the design and fabrication of two different kinds of electrochemical sensors. In the first strategy, we designed an acetaminophen specific reagentless and label-free electrochemical immunosensor. The sensing strategy is based on indirect competitive detection mode; after immobilization of the corresponding antibody onto the electrode surface, in the presence of the antigen, the antibody would be released from the surface and therefore generates a current increase, i. E. "signal-on" detection. Applied to acetaminophen, this electrochemical immunosensor presented a very low detection limit of ca lOpM, (S/N=3) and a very high selectivity towards structural analogs (aspirin, bisphenol A, and piperazine) even in a mixture. In the second strategy, direct competitive detection format was carried out through our novel practical biosensor based on the selectivity and sensitivity of nucleic acid aptamers immobilized onto a gold electrode. The implementation of a competitive exchange scheme, using a target modified by a redox probe, allows targets (e. G. Bisphenol A) to be detected in few min with good reproducibility. Such new aptasensor generation doesn't rely on conformational change of aptamer upon target binding instead and hence, can be adapt to any target of interest.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XIV-191 p.)
  • Annexes : 229 réf.

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  • Cote : TS (2015) 193
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