This research developed a biosensor for kinase drug discovery applications. In particular it combined electronic techniques with optical techniques to understand the phosphorylation of proteins. There are two major electronic characteristics of phosphorylation that aid in its detection and subsequently biosensor development: first is the release of a proton upon phosphorylation of a protein (change in pH) and second is the addition of negative charge to the protein upon its phosphorylation. The work in this thesis reports an electrolyte–insulator–semiconductor sensing structures to detect the pH changes associated with phosphorylation and metal–insulator–semiconductor structures to detect the charge change upon phosphorylation of proteins. Major application of the developed devices would be to screen inhibitors of kinase that mediate phosphorylation of proteins. Inhibitors of kinase act as drugs to prevent or cure diseases due to the phosphorylation of proteins. With the advancements in VLSI and microfluidics technology this method can be extended into arrays for high throughput screening for discovering drugs.

Le travail de cette thèse a consisté à développer des microbiocapteurs de type ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor) et conductimétrique en utilisant l'enzyme tyrosinase pour la détection de pesticides dans l'eau. Ces deux types de capteurs ont été mis au point à l'Institut International de Formation de Science en Matériaux (ITIMS), Viet Nam. En particulier, les étapes de diffusion de dopants ont été réalisées par la technique Spin On Glass (SOG). La biofonctionnalisation de ces capteurs a été réalisée par immobilisation de l'enzyme tyrosinase avec de la bovine sérum albumine (BSA) en présence de vapeur de glutaraldéhyde. Le temps de contact avec le glutaraldéhyde, la charge en enzyme, le pH, la nature du substrat, le temps pour chaque mesure... ont été optimisé afin d'obtenir les meilleurs caractéristiques analytiques possibles. Ces capteurs nous ont permis de détecter en phase aqueuse des dérivés phénoliques ainsi que des pesticides de type diuron et atrazine. La limite de détection est de 2,15 ppb pour l'atrazine et 2,33 ppb pour le diuron, le temps de réponse est de 1 à 5 minutes, l'activité enzymatique reste de 90% après 23 jours dans un tampon à 4°C et la dérive est de 5%.