Exploitation de signaux biologiques pour la réalisation de capteurs environnementaux. Application à la construction dun biocapteur à micro-algues immobilisées et dune bioélectrode à enzyme immobiliséeReportar como inadecuado




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1 SPIN-ENSMSE - Centre Sciences des Processus Industriels et Naturels 2 P2MC-ENSMSE - Département Poudres et Matériaux Multi-Composants

Abstract : Two biosensors, respectively based on micro algae and polyphenol oxidase PPO, are presented in this study.Chlorophyll fluorescence is used to monitor the photosynthetic activity of micro-algae in the algal biosensor.
A continuous culture was set up to produce algal cells in reproducible conditions for measurement optimization.
Detection was obtained with immobilized micro algae entrapped on a quartz microfibre filter and placed in a five-membrane-home-made-flow cell.
This design enables to increase the statistical signal confidence and ecological representativeness when several micro algae strains are tested simultaneously.
Chlorella vulgaris was used to optimize and validate the biosensor.
The biosensor response using five algal strains simultaneously to pollutants was evaluated.The amperometric enzyme sensor is based on the entrapment of polyphenol oxidase in an electro generated film of poly3,4-ethylenedioxythiophene PEDT.
Phenolic compounds and PPO inhibitors can be detected.
The electro polymerization process and working conditions were determined to optimize biosensor performance.The biosensors detection spectrum and sensitivity complement each other to detect toxic compounds.
The algal biosensor can achieve detection of photosystem II herbicides at sub µg.l-1 concentration level, while the PPO bioelectrode can detect phenolic compounds at µg.l-1 level.


Résumé : Deux biocapteurs, respectivement fondés sur des cellules de micro-algues et sur la polyphénol oxydase PPO, sont décrits dans cette étude.Le principe du biocapteur algal repose sur le suivi de l-activité photosynthétique des micro-algues par la mesure de la fluorescence chlorophyllienne.
Le mode de culture en continu a été choisi afin d-obtenir des suspensions algales dont l-état physiologique des cellules est stable au cours du temps.
Les cellules algales sont immobilisées sur- une membrane en fibre de quartz.
Le biocapteur comporte cinq membranes algales.
L-utilisation simultanée de cinq souches algales différentes permet d-augmenter la représentativité du signal mesuré d-un point de vue statistique ou écotoxicologique.
Chlorella vulgaris a été utilisée lors des étapes d-optimisation et de validation du biocapteur.
Le comportement de cinq souches algales a été étudié simultanément en l-absence et en la présence de polluants.
Le biocapteur enzymatique est fondé sur l-immobilisation de la polyphénol oxydase dans un film électrogénéré de polymère : le poly3,4-éthylènedioxythiophène PEDT.
Il permet la détection directe de composés phénoliques et la détection indirecte d-inhibiteurs de cette enzyme.
Les conditions d-élaboration et d-utilisation des bioélectrodes ont été optimisées.Par leur spectre de détection et leur sensibilité, ces deux biocapteurs sont des outils complémentaires.
Le biocapteur algal est capable de détecter des concentrations en herbicides anti-PSII inférieures au µg.l-1, tandis que la bioélectrode à PPO détecte les composés phénoliques à des concentrations de l-ordre du µg.l-1.


en fr

Keywords : biosensor micro algae polyphenol oxidase phenolic compounds.


Mots-clés : biocapteur micro-algue Chlorella fluorescence PEDT polyphénol oxydase herbicides composés phénoliques.






Autor: Christophe Védrine -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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