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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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3. Matériel biologique pour la séparation et/ou la préconcentration des polluants
3.1 Généralités
Deux types d'éléments biologiques ont montré de réelles potentialités dans l'élaboration de supports pour la séparation et de la préconcentration analytique : les anticorps et les cellules entières, ces dernières pouvant être exploitées mortes ou vivantes. Dans les deux cas, l'élément biologique est immobilisé sur ou dans un support en vue d'une utilisation sous forme de cartouches, de colonnes ou de disques. L'échantillon percole à travers le matériau et seuls les composés possédant une affinité pour le support sont retenus. Après une éventuelle étape de lavage, une étape d'élution permet de récupérer les analytes. Il est donc possible de réaliser à la fois l'extraction des composés d'intérêt, leur préconcentration et la purification de l'échantillon, ceci en mode dynamique, en ligne ou non.
HAUT DE PAGE3.2 Supports d'immunoaffinité
Cette technique s'est avérée particulièrement adaptée à l'analyse de composés organiques polaires. Les supports de chromatographie d'immunoaffinité (immunoadsorbants) sont préparés par immobilisation chimique ou physique d'anticorps spécifiques à un composé ou une famille de composés sur/dans une matrice polymérique. Lorsque l'immunoextraction est combinée à une technique chromatographique (CG, CLHP ou EC), en ligne ou en discontinu, il est également possible de séparer et de quantifier les composés chimiques de structures proches qui n'auraient pas pu l'être sur l'immunoadsorbant . Cela constitue un avantage certain par rapport aux immunoessais de type ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent assay ) actuellement disponibles commercialement sous formats microplaques, sticks, tubes tests ou billes magnétiques. Ces tests ELISA, également basés...
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