Le thème principal de notre travail consistait en la mise en exergue de l'efficience de la mise en œuvre de techniques hybrides associant l’électrochimie à l’élément biologique (biocapteur) ou l’électrochimie aux performances de la spectrométrie de masse (couplage EC-MS). Les informations fournies, jointes aux résultats des mesures en voltampérométrie sur électrodes solides, permettent une bonne compréhension mécanistique quant au devenir oxydatif de substances médicamenteuses. Notre champ d'investigation s'est plus spécifiquement focalisé sur deux familles de molécules psychotropes (les phénothiazines, et une dibenzoazépine). Celles-ci connaissent un usage thérapeutique intensif et un regain d’intérêt pour des applications nouvelles, mais leur utilisation optimale souffre de l’existence d'effets secondaires physiopathologiques importants et dont l’étiologie est encore mal connue. En premier lieu, les résultats de la voltampérométrie cyclique et les différentes modulations en ligne d'une cellule électrochimique couplée à la détection par spectrométrie de masse, nous ont permis de mettre en évidence des différences essentielles dans le devenir des phénothiazines quant aux produits d'oxydations générés. Plus précisément, un comportement clairement distinct entre les phénothiazines garnies de deux (2C) ou trois carbones (3C) entre les deux azotes au niveau de leur chaîne latérale a pu être mis en évidence. Les phénothiazines 3C s'oxydent de manière classique en leur sulfoxyde correspondant. Par contre, les phenothiazines 2C, conjointement à la formation de leur sulfoxyde, souffrent dans des conditions énergiques d’oxydation (persulfate, potentiel élevé) d'une rupture de la chaîne latérale et libèrent la phénothiazine base aisément oxydable et donc subissant elle-même une oxydation. Au vu des structures moléculaires en trois dimensions, nous émettons l’hypothèse que volume trop important de la chaîne latérale des phénothiazines 2C empêcherait le déploiement aisé des structures aromatiques en un radical cation coplanaire lors du phénomène d'oxydation. Les tensions intrastructurelles apparues conduiraient au bris de la chaîne latérale. Différents modes d'oxydation (chimique, électrochimique, enzymatique) ont été utilisés et laissent chacun apparaître la dépendance directe entre la puissance de l'agent oxydant appliqué et les produits d'oxydation obtenus. Chaque technique de détection, de manière individuelle, a bien confirmé la dualité entre les deux groupes de molécules. La mise en commun des divers résultats nous a permis l'identification irrévocable des espèces intermédiaires instables et des composés finaux. Par corollaire, nous avons pu postuler un schéma général d'oxydation pour les dérivés phénothiaziniques. Il nous paraît intéressant de transposer nos résultats aux biotransformations des phénothiazines car les produits identifiés ne possèdent pas l'activité pharmacologique du composé parent mais présentent un profil toxicologique bien répertorié dans la littérature. Nos résultats suggèrent d’approfondir les études de biotransformation afin de déterminer si ‘l’éclatement’ oxydatif des phénothiazines 2C est également observé in vivo. Une relation cause/effet de ces métabolites pourrait ainsi être établie. En deuxième point, au travers de l'association CE/SM ou CE/CL/SM, nous avons étudié l’électroxydation de la clozapine. La génération et l'identification des principaux métabolites de phases I et II, illustre un mimétisme certain avec le CYP450, et nous a permis de confirmer de nombreuses données de la littérature quant à l'oxydation in vivo et in vitro de la clozapine. L'oxydation électrochimique ne génère cependant pas l'ensemble des réactions de métabolisation prises en charge par le système CYP450. Lors de la combinaison CE/SM, par l'absence de séparation chromatographique dans cette configuration, le spectre de masse présente un pic correspondant à un intermédiaire à demi-vie courte, difficilement et rarement mis en évidence: l'ion nitrénium. Cette espèce hautement réactive envers les fonctions thiols des petites molécules et des protéines, se trouve très régulièrement tenue pour responsable majeur de la toxicité avérée de la clozapine. L'apparition plus abondante de dérivés déméthylés démontre l'influence du potentiel appliqué à l'électrode de travail lors de l'oxydation électrochimique. En effet, les processus de déméthylation nécessitent des potentiels élevés pour être observés. En présence de glutathion, aux différents pics antérieurement identifiés, des pics supplémentaires relatifs à la formation d'adduits de GSH sur la CLZ apparaissent. Les courbes voltampérométriques réalisées sur la clozapine suggèrent la distinctement la formation de l'ion nitrénium et d'une nouvelle espèce aisément électroréduite, probablement une structure quinone imine. L'addition de GSH provoque la disparition des pics de réduction de la CLZ. Ces comportements en VC corroborent les interprétations issues des mesures par couplage EC/CL/SM. La dernière partie de notre travail a consisté en la construction d'un biocapteur à pâte de carbone solide avec inclusion au sein de cette matrice de peroxydase de raifort. Basé sur la capacité reconnue de l'HRP à reproduire in vitro des produits d'oxydation similaires à la métabolisation in vivo, nous avons exploité un tel biocapteur pour l'analyse de la clozapine et de composés thiols. Une compréhension fine du mécanisme opérationnel intrinsèque du biocapteur a pu être suggérée. La génération à la surface de l'électrode de l'ion nitrénium par oxydation enzymatique de la clozapine par l'HRP, suivie de sa réduction immédiate fournit un courant ampérométrique substantiel. Sous des conditions de pH optimales, ce courant de réduction autorise la détermination quantitative de la clozapine dans un domaine de linéarité compris entre 1 x 10-5 M et 1 x 10-6 M. L'addition de composés thiols dans le milieu occasionne une chute de courant par action de ceux-ci sur la structure radical cation ou nitrénium par addition nucléophile. La disparition de l'ion nitrénium et la formation d'un adduit GSH-CLZ inhibent tout processus de réduction à l'électrode du biocapteur. Cette diminution de courant proportionnelle aux concentrations en thiols introduits, permet la détermination quantitative de dérivés thiols. Les courbes de calibration exprimées en pourcentage d'inhibition conduisent facilement à l'évaluation de la constante d'inhibition (Ki) et de CI50. L'étude de la réponse ampérométrique de la clozapine à l'EPC/HRP en l'absence ou présence d'un dérivé thiol envisagé permet la détermination de Km et de caractériser le type d'inhibition qui entre en jeu. De tels paramètres cinétiques nous ont habilités à classer les thiols considérés en fonction de leur puissance réactionnelle envers les substances oxydées de la clozapine. Au terme de ce travail, nous espérons avoir illustré, par l’étude de quelques molécules modèles, l’intérêt de la mise en œuvre des techniques électrochimiques couplées à l’élément biologique ou à la spectrométrie de masse. Des améliorations au niveau de la cellule électrochimique sont envisageables par l’emploi d’électrodes modifiées, elles laissent entrevoir la possibilité de mimer totalement le système CYP450. Les résultats fournis par ces techniques hybrides et par voltampérométrie cyclique sont complémentaires, ils procurent un éventail d'informations d'une utilité estimable pour une application dans des études prédictives précoces de candidats médicament.

<p>The main hypothesis in this study is the development of a nanocomposite mediated amperometric biosensor for detection of hydrogen peroxide. The aim is to combine the electrochemical properties of both polyaniline and ferrocenium hexafluorophosphate into highly conductive nano composites capable of exhibiting electrochemistry in non acidic media / shuttling electrons between HRP and GCE for biosensor applications.</p>

<p>Coeliac disease (CD) is a gluten intolerance condition that results in the flattening of the villi, which line the bowel. It is the most common cause of malabsorption of food nutrients. This inability to absorb sufficient levels of nutrients causes many of the common symptoms experienced by CD patients. Some of the symptoms, which lead to an increase in mortality rate, include chronic diarrhea, fatigue, iron-deficient anemia and osteoporosis. People with CD have higher than normal levels of certain antibodies in their blood. Thus, the concentration of anti-transglutaminase antibody (anti-tTG) in human sera is an important analytical marker for the diagnosis of CD. An immunosensor is a type of biosensor that has an antigen or antibody fragment as its biological recognition component. The specificity of the molecular recognition of antigens by antibodies to form a stable complex is the basis of immunosensor technology. In this work, overoxidized polypyrrole (OvoxPpy) was electrosynthesized as a noval sensor platform on a glassy carbon electrode (GCE). The OvoxPpy was then doped with gold-nanoparticles (GNP) by electrodeposition using cyclic voltammetry to form GNP|OvoxPpy||GCE electrode system. Morphology and size of the GNP|OvoxPpy||GCE nanocomposite were determined using scanning electron microscopy. The electrochemical immunosensor for anti-tTG antibodies was prepared by immobilizing transglutaminase antigen (tTG-antigen) onto the GNP|OvoxPpy||GCE by drop coating and allowed to incubate for 2 hrs. The electrochemical characterization of the nanocomposite platform and immunosensor were studied by voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS)...</p>

<p>In this research project, nanostructured composites based on Tin dioxide (SnO2) and Titanium dioxide (TiO2) with poly-4-styrene sulfonic acid (PSSA) doped polyaniline (PANI) conducting polymer has been investigated based on their structural, electrical and electrochemical properties. The synthesis of conducting polymers and their metal oxide or composites have been carried out chemically or electrochemically according to methods modified from the literature. Layer-by-layer construction of nano-Metal Oxide/PSSA doped polyaniline composites were successfully constructed by electroanalytical methods on the surface of a glassy carbon working electrode (GCE).</p>

<p>In electrochemical oxidation treatment of wastewater, the electrode material is an important parameter in optimizing oxidative electrochemical processes, since the mechanism and products of several anodic reactions are known to depend on the anode material. The electrochemical oxidation of benzaldehyde, nitrobenzene and m-cresol on bare boron-doped diamond (BDD) electrode was investigated. Cytochrome c was then electrochemically immobilsed onto the functionalized BDD electrode by cyclic voltammetry. Oxidation and reduction reaction mechanism of each flavonoid was studied. There was one oxidation and reduction peaks for quercitin and catechin respectively, and two oxidation and two reduction peaks for rutin. The cytochrome c modified BDD electrode showed good sensitivity for all three flavonoids and low detection limits i.e. 0.42 to 11.24 M as evaluated at oxidation and reduction peaks, respectively.</p>

<p>In this study two medicinal plant species, namely Galenia africana and Elytropapus rhinocerotis, the former belonging to the family Aizoceae and the latter belonging to the family Asteraceae, have been investigated and different compounds isolated and characterized. Both species are important plants used in traditional medicine in Africa and particularly in South Africa. Flavanoids are secondary metabolites found in plants. They have a protective function against UV radiation and have a defence against invading illnesses due to their important antioxidant activity. Much of the food we eat and some beverages we drink contain flavonoids. The aim of this study was to investigate the electrochemistry of flavanoids isolated from these species.</p>

In the current study, we give a report when oxalic acid was used as an electrolyte to synthesize an AAO template with hexagonal pore array. Optimum parameters were observed as 0.4 M of oxalic acid, anodizing voltage of 45 V, temperature of approximately 8 °C and the period of 120 minutes. Atomic force microscope (AFM) and High resolution scanning electron microscope (HRSEM) showed that template has an average pore diameter of 103 nm. Co and MnOx (x = 1,2) nanostructures were selectively deposited in the pores of the template using a novel atomic layer deposition (ALD) technique. The diameter sizes and the array of the nanostructures and the template were corresponding. Energy dispersive xrays (EDX) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the presence of Co and MnOx (x =1,2) on the samples while x-ray diffraction (XRD) provided an indication of their orientations. Magnetic force microscopy as main characterization tool showed the existence of multi-domains on both Co and MnOx (x =1,2) nanostructures.

The main objective of this work was to develop simple and sensitive electrochemical sensors for the detection of bisphenol A. To investigate the electrochemical behavior of BPA on a bare glassy carbon electrode. To apply the developed biosensor for the determination BPA by differential pulse voltammetry, electrochemical impedance spectrometry, square wave voltammetry and steady-state amperometry. To characterize the synthesized PDMA-PSS by cyclic voltammetry (CV), UV-Vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM).

A novel cyclopentadienylruthenium(II) thiolato Schiff base, [Ru(SC6H4NC(H)C6H4OCH2CH2SMe)(&eta / 5-C2H5]2 was synthesized and deposited as a selfassembled monolayer (SAM) on a gold electrode. Effective electronic communication between the Ru(II) centers and the gold electrode was established by electrostatically cycling the Shiff base-doped gold electrode in 0.1 M NaOH from -200 mV to +600 mV. The SAMmodified gold electrode (Au/SAM) exhibited quasi-reversible electrochemistry. The integrity of this electro-catalytic SAM, with respect to its ability to block and electro-catalyze certain Faradaic processes, was interrogated using Cyclic and Osteryoung Square Wave voltammetric experiments. The formal potential, E0', varied with pH to give a slope of about - 34 mV pH-1. The surface concentration, &Gamma / , of the ruthenium redox centers was found to be 1.591 x 10-11 mol cm-2. By electrostatically doping the Au/SAM/Horseradish peroxidase at an applied potential of +700 mV vs Ag/AgCl, a biosensor was produced for the amperometric analysis of hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide and tert-butylhydroperoxide. The electrocatalytic-type biosensors displayed typical Michaelis-Menten kinetics with their limits of detection of 6.45 &mu / M, 6.92 &mu / M and 7.01 &mu / M for hydrogen peroxide, cumene hydroperoxide and tert-butylhydroperoxide respectively.

This thesis deals with the synthesis of electroactiveorganic compounds. The synthesis of ethylenedioxy-benzodioxinstri-dioxin and tetra-dioxin are described. These molecules wereprepared with the aim of creating donor molecules for cationicradical salts. The symmetric analogs of tri-dioxin,methylenedioxy-derivative and ethylenedioxy-naphthalene werealso synthesized. Three different cation radical salts with 2:1stoichiometries were obtained from tri-dioxin, whiletetra-dioxin merely provided polycrystalline materials.Tri-dioxin and tetra-dioxin were also successful as operationalmatrixes in PALDI-TOF. Tetrathiafulvalenes with the2-dialkyl-amino-1,3-dithiolium-4-thiolate mesoion asbuilding-block was also synthesized. A series of doublyalkylthiol-substituted TTFs were prepared with the aim offorming self-assembly monolayers on gold surfaces in theapplication of organic thin film field-effect transistors.Film-formation for two TTFs were studied and they providedrelatively dense packed monolayers with a discrete distance ofthe TTF moiety from the gold surface. The mesoionic compound was also for the first time used inanumpolungreaction. The electrophile obtained in situ bytreatment of mesoion with sulfuryl chloride was reacted with avariety of electron-rich aromatic compounds. From the receivedproducts three new arylthio-substituted TTFs weresynthesized. <b>Keywords:</b>Synthesis, Benzodioxin, Tetrathiafulvalene,Mesoion, Organic Conductor, Cation Radical Salt, CyclicVoltammetry, Electrocrystallization, Self-Assembly Monolayer,SAM, Organic Field-Effect Transistor, OFET