Réalisé en codirection avec Karen C. Waldron et Dominic Rochefort. / L’objectif principal de ce projet de recherche est d’étudier l’efficacité de la
microencapsulation, technique d’immobilisation d’enzymes utilisée pour la
réalisation des nouveaux biocapteurs électrochimiques. Généralement, l’analyte
d’intérêt produit ou consomme des électrons, et la réponse électrochimique est
mesurée, afin d’identifier ou quantifier l’analyte. Dans le développement d’un
biocapteur, il est désirable de quantifier la conversion du substrat (analyte) et/ou
la formation de produit de réaction enzymatique. Les similarités structurales entre
le substrat et le produit de réaction dans les réactions redox demandent que la
technique utilisée pour les identifier soit très sélective. Le haut pouvoir de
résolution de l’électrophorèse capillaire (EC) pour des séparations rapides de
produits similaires en fait une méthode de choix, spécialement quand le substrat
et le produit peuvent être suivis pendant et après la réaction catalysée par
l’enzyme immobilisée. Un choix judicieux du substrat, compte tenu de son
comportement en EC peut fournir des informations autant sur l’activité de
l’enzyme que sur l’efficacité de la microencapsulation. Pour cette raison, nous
avons choisi le substrat o-phenylènediamine qui est oxydé par la laccase, pour
former le produit 2,3-diaminophenazine, tout en réduisant l’oxygène en eau.
Pour commencer, nous avons préparé les microcapsules et évalué l’impact de la
microencapsulation sur le comportement de l’enzyme. Ensuite, nous avons
développé une méthode de séparation en EC afin de quantifier la conversion de
l’OPD en DAP par la laccase libre. La même méthode d’analyse a été utilisée
pour caractériser la laccase immobilisée dans les microcapsules. Par la suite, afin
de suivre la réaction enzymatique, un microréacteur à base d’enzyme
microencapsulée a été couplé hors ligne au système d’EC. Finalement, nous
avons essayé l’implémentation du système en ligne et les résultats préliminaires
seront présentés. / The principal objective of this research project is to study the efficiency of
microencapsulation, technique used for enzyme immobilization in order to create
new types of electrochemical biosensors. Generally, the target analyte involved
either produces or consumes electrons and the electrochemical response is
measured to identify or quantify the analyte. In the development of a biosensor, it
is desirable to quantify the conversion of substrate (analyte) and/or the formation
of product of the enzymatic reaction. The structural similarity between substrate
and product in redox reactions means that the technique used to determine these
species must be very selective. The high resolving power of capillary
electrophoresis (CE) for rapidly separating similar compounds is thus an
attractive method, particularly if substrate and product can both be monitored
during or following the reaction catalyzed by microencapsulated enzyme. A
judicious choice of substrate with respect to its behaviour in CE separations can
help provide information on enzyme activity as well as microencapsulation
efficiency. To achieve this, we chose the substrate o-phenylenediamine (OPD),
which is oxidized by laccase to form the product 2,3-diaminophenazine (DAP)
concomitant with the reduction of molecular oxygen to water.
We firstly prepared the microcapsules and evaluate the impact of
microencapsulation on the behaviour of the enzyme. After that, we developed a
CE based separation method to quantify the conversion of OPD to DAP by free
laccase. We also used the CE method to characterize laccase immobilized in
microcapsules. Subsequent, the microencapsulated laccase was packed into a
microreactor format permitting its off-line coupling with CE as a means to follow
the enzymatic reaction. Finally, we tried to implement the on-line system and the
preliminaries results are presented.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/4996 |
| Date | 10 1900 |
| Creators | Gusetu, Georgiana |
| Contributors | Rochefort, Dominic, Waldron, Karen |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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