Techniques émergentes d'analyse de l'eau utilisant du matériel biologique : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

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Techniques émergentes d'analyse de l'eau utilisant du matériel biologique

Auteur(s) : Florence LAGARDE, Nicole JAFFREZIC-RENAULT

Date de publication : 10 sept. 2010

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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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ABSTRACT

At the present time, there is significant demand for rapid and inexpensive analysis methods, allowing for the follow-up of chemical pollutants in the environment and the assessment of their toxic effects. Certain biological tools based on cells, enzymes, antibodies or DNA are promising, as a complement or a substitute to traditional chemical methods. This article notably deals with the case of biosensors and biosorbents (principles, advantages, limitations), as well as their applications to the assessment of water quality.

Auteur(s)

Florence LAGARDE : Chargée de recherche au CNRS
Nicole JAFFREZIC-RENAULT : Directeur de recherche au CNRS - Présidente du Club Microcapteurs Chimiques (CMC2)

INTRODUCTION

Résumé

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).

Abstract

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).

Mots-clés

Qualité des eaux, analyse environnementale, polluants chimiques, toxicité, biocapteurs, biosorbants

Keywords

Water quality, environmental analysis, chemical pollutants, toxicity, biosensors, biosorbents

Points clés

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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BIBLIOGRAPHIE

(1) - GRIESHABER (D.), MACKENZIE (R.), VÖRÖS (J.), REIMHULT (E.) - Electrochemical biosensors – Sensor principles and architectures. - Sensors, 8, p. 1400-1458 (2008).
(2) - SCHÖNING (M.J.), POGHOSSIAN (A.) - Bio FEDs (Field-Effect Devices) : State-of-the-art and new directions. - Électroanalysis, 18(19-20), p. 1893-1900 (2006).
(3) - JAFFREZIC-RENAULT (N.), DZYADEVYCH (S.V.) - Conductometric microbiosensors for environmental monitoring. - Sensors, 8, p. 2569-2588 (2008).
(4) - KATZ (E.), WILLNER (I.) - Probing biomolecular interactions at conductive and semiconductive surfaces by impedance spectroscopy : Routes to impedimetric immunosensors, DNA-sensors, and enzyme biosensors. - Electroanalysis, 15(11), p. 913-947 (2003).
(5) - XUDONG (F.), WHITE (I.M.), SHOPOVA (S.I.), ZHU (H.), SUTER (J.D.), SUN (Y.) - Sensitive optical biosensors for unlabeled targets : a review. - Anal. Chim. Acta, 620, p. 8-26 (2008).
...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Water quality – determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) – acute toxicity test - ISO 6341 - 1996
Water quality – marine algal growth inhibition tests with Skeletonema costatum and Phaeodactylum tricornutum - ISO 10253 - 2006
US Environmental Protection Agency, The Selenastrum Capricornutum Prinz Algal Assay. Bottle Test. Experimental design, application and data interpretation protocol - EPA-600/9-78-018 - 1979
Water quality – determination of the inhibitory effect of water samples on the light emission of Vibrio fischer. (Luminescent bacteria test) - ISO 11348-1, 2 et 3 - 2007

ANNEXES

1 Réglementation
2 Annuaire
1. 2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

1 Réglementation

Directive 2000/60/CE du parlement européen et du conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau http://europa.eu/

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

Supports d'immunoaffinité http://www.r-biopharm.com http://www.vicam.com http://www.neogen.com http://www.romerlabs.com http://www.randox.com

Biocapteurs pour des applications environnementales (Europe) http://www.biacore.com http://www.windsor-ltd.co.uk http://www.r-biotul.com http://www.affinity-sensors.com http://www.remedios.uk.com http://www.euroclone.net/environ/env_cellsns.htm http://intel.ucc.ie/sensors/universal/ http://www.drlange.com

...

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