Elaboration de membranes biocatalytiques par immobilisation d'enzyme dans des couches de polyélectrolytes

par Sadika Guedidi

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Christophe Innocent et de Sadok Roudesli.

Soutenue en 2009

à Montpellier 2 en cotutelle avec l'Université de Monastir , dans le cadre de Sciences Chimiques (MontpellierÉcole Doctorale...-2014) , en partenariat avec Institut Européen des membranes (Montpellier) (autre partenaire) .

mots clés

• Immobilisation
• Enzimes
• Membranes
• Polyélectrolytes
• Filtration
• Réactivité
• Membranes (technologie)
• Enzymes
• Polyélectrolytes

Résumé

L'objectif de ce travail a été d'étudier l'immobilisation d'enzymes sur des matériaux membranaires en utilisant la technique de dépôt multicouches de polyélectrolytes. Pour cela, nous avons utilisé deux enzymes de taille et de charge différentes, la trypsine et l'uréase, afin de mettre en évidence le rôle de la localisation des enzymes dans le matériau (modification de surface ou dans les pores). La stabilité au cours du temps du stockage a été étudié et a montré que l'immobilisation des enzymes dans des couches de polyélectrolytes améliore leur stabilité de façon très significative. Deux techniques de séparation membranaire, l'ultrafiltration et la diffusion, ont été utilisées afin d'appréhender les mécanismes intervenant lors du transport des solutés. Ces résultats ont montré l'importance du temps de résidence à proximité de l'enzyme par la compétition entre la réaction et la filtration. Une étude des variations structurales de la trypsine a été faite par spectroscopie de fluorescence et anisotropie de fluorescence.

Titre traduit

Elaboration of biocatalytic membranes by enzyme immobilization onto layers of polylectrolyte

Résumé

The objective of this work is to study the enzyme immobilization on membrane materials by using the technique of deposit of polyelectrolyte multilayers. For that purpose, we used two enzymes with different size and charge, trypsin and urease, to study the role of the location of enzymes in the material (surface modification or into the pores). The storage stability was studied and showed that the immobilization of enzymes into the layers of polyelectrolytes improves their stability in a very significant way. Two techniques of membrane separation, the ultrafiltration and the diffusion, were used to understand the mechanisms occurring during the transport of solutes. These results showed the importance of time of residence near the enzyme by the competition between the reaction and the filtration. The structural variation of the trypsin was investigated by fluorescence spectroscopy and fluorescence anisotropy