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RÉSUMÉ
A l'heure actuelle, il existe une forte demande pour des méthodes d'analyse rapides et peu coûteuses, permettant non seulement le suivi des polluants chimiques présents dans l'environnement, mais aussi l'évaluation de leurs effets toxiques. Certains outils biologiques à base de cellules, d'enzymes, d'anticorps ou d'ADN s'avèrent prometteurs, en complément ou en alternative aux méthodes chimiques classiques. Dans cet article, sont évoqués plus particulièrement les cas des biocapteurs et des biosorbants (principes, avantages, limitations), ainsi que leurs applications à l'évaluation de la qualité des eaux.
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Florence LAGARDE : Chargée de recherche au CNRS
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Nicole JAFFREZIC-RENAULT : Directeur de recherche au CNRS - Présidente du Club Microcapteurs Chimiques (CMC2)
INTRODUCTION
Il existe à l'heure actuelle une forte demande pour des méthodes d'analyse rapides et peu coûteuses permettant le suivi des polluants chimiques présents dans l'environnement et l'évaluation de leurs effets toxiques. Certains outils biologiques à base de cellules, d'enzymes, d'anticorps ou d'ADN s'avèrent prometteurs, en complément ou en alternative aux méthodes chimiques classiques. Dans cet article, nous évoquerons plus particulièrement le cas des biocapteurs et des biosorbants (principes, avantages, limitations, application à l'évaluation de la qualité des eaux, nouvelles tendances).
There is currently an increasing need for fast and cost-effective analytical methods suitable for water pollutants monitoring and toxicological impact assessment. In this context, some biological tools based on whole cells, enzymes, antibodies or DNA appear as excellent alternatives or complementary techniques to classical chemical methods. This article will be more particularly focused on biosensors and biosorbents (principles, advantages and limitations, application to water quality assessment, new trends).
Qualité des eaux, analyse environnementale, polluants chimiques, toxicité, biocapteurs, biosorbants
Water quality, environmental analysis, chemical pollutants, toxicity, biosensors, biosorbents
Domaine : Techniques d'analyse
Degré de diffusion de la technologie : Emergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : biocapteurs ; biosorbants
Domaines d'application : environnement
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Axelera (Rhône-Alpes)
Centres de compétence : Laboratoire des Sciences Analytiques, UMR 5180, Université Claude Bernard Lyon 1 ; Département de Chimie Moléculaire, UMR CNRS 5250, Université Joseph Fourier Grenoble ; Centre de Phytopharmacie, IMAGES EA 4218, Université de Perpignan ; Laboratoire Sciences Analytiques, Bioanalytiques et Miniaturisation PECSA UMR 7195 ESPCI ParisTech ; IFREMER Centre de Brest ; Laboratoire CBAC UMR 6144, IUT de La Roche sur Yon ; GEMBAS, UMR 5246 Université Claude Bernard Lyon 1
Autres acteurs en Europe : un grand nombre de laboratoires ou centres de recherche travaillent dans le domaine des biocapteurs et biosorbants. Leurs travaux sont mentionnés en bibliographie. En ce qui concerne les acteurs industriels, on peut citer au niveau européen les sociétés Biacore (Suède), Windsore Scientific, Affinity Sensors, Remedios, Euroclon Ltd, Universal Sensors (UK), XanTec Bioanalytics GmbH, BioTul AG et Dr Bruno Lange GmbH (Allemagne) pour les biocapteurs, R-Biopharm AG (Allemagne) et Randox Laboratories Ltd (UK) pour les supports d'immunoaffinité.
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2. Biocapteurs
2.1 Principes et différents modes de transduction
Un biocapteur est un dispositif électronique qui sert à transformer une interaction biologique en un signal électrique. Ce dispositif est basé sur l'accouplement spatial direct d'un composé biologiquement actif immobilisé, appelé « biorécepteur » ou « élément de reconnaissance biologique », avec un transducteur qui agit en tant que détecteur et un amplificateur électronique.
2.1.2 Transduction électrochimique
Les capteurs électrochimiques sont classés selon leur mode de transduction : potentiométrique, ampérométrique, conductimétrique ou impédimétrique. Le principe de base d'une mesure électrochimique repose sur le fait que certaines substances électroactives en solution (molécules ou ions) peuvent échanger des électrons avec une électrode, cela dans des conditions analytiques bien définies en particulier par le potentiel auquel cet échange a lieu. Les différents principes exigent toujours une conception spécifique de la cellule électrochimique. Une revue récente a été consacrée aux biocapteurs électrochimiques (principes et architectures) ...
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