Thèses sur le sujet « Capteur enzymatique »

Nous avons mis au point un capteur immunoenzymatique pour la détection ampérométrique de l'alpha-foetoproteine avec lequel peuvent être pratiquées des mesures successives sans avoir à changer la phase solide. Deux systèmes différents ont été comparés : les anticorps sont soient liés irréversiblement à une membrane de gélatine, soient liés réversiblement en utilisant une membrane liée covalemment au p-aminophényl-béta-D-thiogalactopyranoside (PAPTG) et des complexes IgG-béta-D-galactosidase. Chaque système de détection est simple, facile à manipuler et possède de grandes possibilités d'automatisation. La sensibilité obtenue (0,5 ng/ml) est essentiellement due au choix de la catalase comme enzyme marqueur. Il a été démontré que le système dans lequel les anticorps sont liés réversiblement à un temps de vie plus long puisque les membranes sont moins susceptibles à la dénaturation. De plus, le temps de mesure est plus court (5 minutes au lieu de 15) puisque la réaction antigène anticorps qui nécessite du temps n'a pas lieu sur le capteur immunoloqique. Ces deux avantages favorisent l'utilisation de ce dernier système
We have developed an enzyme immunosensor for the amperometric detection of alpha-fetoprotein with which repeated measures may be practised without exchanging the solid phase. Two different systems have been compared : the antibodies are either irreversibility bound to the gelatin membrane or reversibility bound using a p-aminophenyl-beta-D-thiogalactopyranoside (PAPTG) covalently bound membrane and IgG-beta-D-galactosidase complexes. Each system of detection is simple, easy to handle and possesses great possibilities for automation. The obtained sensitivity (0,5 ng/ml) is essentially effected by the choice of catalase as marker enzyme. It was shown that the system in which the antibodies are reversibly bound has a longer lifetime because the membranes are less susceptible to denaturation. Furthermore, the measurement time is shorter (5 minutes instead of 15) because then antigen!antibody reaction which is time consuming does not occur on the immunosensor. These two advantages further the utilization of this last system

La présence de métaux lourds, et du mercure en particulier, est un facteur important de la pollution des eaux. Leur détection et leur dosage nécessitent des techniques et des compétences qui se prêtent mal à l'analyse de terrain. Nous avons développé un biocapteur sensible au mercure en immobilisant la pyruvate oxydase de P. Species sur un transducteur optique. Nous avons étudié la cinétique d'inhibition de l'enzyme en solution par le mercure et proposé un schéma simplifié du mode d'action de cet inhibiteur. Nous avons mis au point une nouvelle technique d'immobilisation sur membrane d'affinité et défini les conditions optimales de l'immobilisation, ainsi que les paramètres intervenant sur la sensibilité des films d'enzyme immobilisée au mercure. Le biocapteur final est constitué d'un film de pyruvate oxydase couplé à un fluorophore sensible à l'oxygène. Plusieurs familles de fluorophores ont été testées et de nouveaux composes synthétisés. Nous avons étudié les caractéristiques spectroscopiques des composés finalement retenus (phtalocyanines de zinc) soumis à différents procédés de mise en œuvre, et conçu un appareillage opto-électronique permettant d'obtenir une optrode enzymatique portable et automatisée pour le dosage du mercure.

La première partie de ce travail concerne le greffage d'enzymes sur l'oxyde de nickel NiO et les oxydes de silicium SiO et SiO₂. Le greffage sur l'oxyde de nickel est obtenu après activation au chlorure de cyanuryle. L'enzyme test est l'uréase. Le greffage sur les oxydes de silicium est effectué en 2 étapes. Les oxydes ont d'abord été silanisés puis l'uréase et la butyrylcholinestérase sont respectivement greffées sur ces oxydes silanisés, par l'intermédiaire du glutaraldéhyde, SiO et SiO₂. Les méthodes de Lineweaver-Burk et Infra-Rouge à Transformée de Fourier sont utilisées pour l'exploitation des expériences, et la détermination des conditions optimales de travail (solvant, temps d'immobilisation,. . .). La seconde partie concerne la mise au point d'un biocapteur, basé sur une électrode en palladium/oxyde de palladium. L'uréase et la butyrylcholinestérase ont été immobilisées en surface par réticulation. Le greffage d'uréase en monocouche utilisant le chlorure de cyanuryle est aussi effectué. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux fournis par le greffage en multicouches. Les réponses de l'électrode à uréase greffée en monocouche et en multicouches ont été explicitées à l'aide d'un modèle théorique.

La première partie de ce travail concerne le greffage d'enzymes sur l'oxyde de nickel NiO et les oxydes de silicium SiO et SiO₂. Le greffage sur l'oxyde de nickel est obtenu après activation au chlorure de cyanuryle. L'enzyme test est l'uréase. Le greffage sur les oxydes de silicium est effectué en 2 étapes. Les oxydes ont d'abord été silanisés puis l'uréase et la butyrylcholinestérase sont respectivement greffées sur ces oxydes silanisés, par l'intermédiaire du glutaraldéhyde, SiO et SiO₂. Les méthodes de Lineweaver-Burk et Infra-Rouge à Transformée de Fourier sont utilisées pour l'exploitation des expériences, et la détermination des conditions optimales de travail (solvant, temps d'immobilisation,. . . ). La seconde partie concerne la mise au point d'un biocapteur, basé sur une électrode en palladium/oxyde de palladium. L'uréase et la butyrylcholinestérase ont été immobilisées en surface par réticulation. Le greffage d'uréase en monocouche utilisant le chlorure de cyanuryle est aussi effectué. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux fournis par le greffage en multicouches. Les réponses de l'électrode à uréase greffée en monocouche et en multicouches ont été explicitées à l'aide d'un modèle théorique.

En vue de l'optimisation des performances d'un biocapteur, une couche sensible fine a ete deposee et formee directement sur le transducteur. Pour cela, l'enzyme a ete incluse dans un polymere electro- ou photo- polymerisable. Cette methode permet de fixer a l'avance la composition de la couche sensible et de controler chaque etape de sa formation. L'etude a ete realisee avec un capteur amperometrique a h#2o#2 a l'aide d'un systeme potentiostatique a trois electrodes, comprenant l'electrode de travail (platine) sur laquelle est forme le film polymerique contenant l'enzyme choline oxydase, une contre-electrode (fil de platine) et l'electrode de reference au calomel. Dans un premier temps, la matrice d'immobilisation a ete un polypyrrole issu de l'electropolymerisation d'un monomere amphiphile, le 12-(pyrrol-1-yl) dodecyltriethylammonium tetrafluoroborate (pyam). Le capteur forme a montre un temps de reponse court, mais le poly-pyam a un effet legerement inactivateur sur l'activite enzymatique. Par la suite, l'enzyme a ete protegee par un environnement phospholipidique. Neanmoins, le biocapteur a montre une stabilite assez faible. C'est pourquoi, dans un deuxieme temps, le poly-pyam a ete remplace par un polymere photoreticulable, poly(vinyl alcool) porteur de groupements styrylpyridinium (pva-sbq), presentant de bonnes proprietes mecaniques. Les electrodes modifiees ont montre des performances interessantes: la sensibilite est de 100 ma. L. Mol#-#1. Cm#-#2, avec une limite de detection de 1,5. 10#-#8 m pour la choline (atteignant 2,5. 10#-#9 m en tampon phosphate), la gamme de linearite s'etend jusqu'a 10#-#4 m, le temps de reponse est de quelques dizaines de secondes et la sensibilite reste stable pendant trois mois. Au vu des resultats, une co-immobilisation a pu etre envisagee avec la phospholipase d dans le but de doser la phosphatidylcholine, molecule importante dans les fluides biologiques. La choline oxydase s'est averee avoir un comportement different de celui qu'elle montre lorsqu'elle est immobilisee seule, tant du point de vue de la sensibilite a la choline que de la stabilite des reponses. Malgre les difficultes rencontrees, cette technique permet la co-immobilisation de systemes multienzymatiques travaillant en sequence et permet d'envisager une miniaturisation ulterieure du systeme

Depuis 4 décennies, un modèle intermédiaire entre les traditionnelles approches in vivo et in vitro émerge : les Systèmes MicroPhysiologiques (SMP). Ils sont construits pour recréer différents niveaux de physiologie humaine, du simple organe à leurs interactions. Ils améliorent l’environnement de culture grâce à des microstructures accueillant des modèles d’architecture 3D et multicellulaire, et intègrent des microcapteurs monitorant l’activité cellulaire et leur environnement.Ce nouvel outil d’investigation est d’intérêt pour la recherche fondamentale sur les maladies comme le diabète. Dans le cas de cette maladie incurable, la régulation du glucose sanguin, résultant d’interactions complexes entre les îlots pancréatiques, le foie, les adipocytes et les muscles, est altérée. Un Multi-Organe-sur-Puce (MOsP) est un SMP pouvant reproduire ces interactions, et représente donc un modèle pertinent pour la recherche sur le diabète. En effet, la régulation inter-organe n’est pas entièrement reproduite par les modèles in vitro usuels, et requiert de multiples capteurs, ce qui est éthiquement et techniquement impossible in vivo. Dans le contexte du diabète, il n’existe aucun MOsPs reproduisant l’action des îlots sur les muscles, malgré l’importance des muscles squelettiques dans la régulation glycémique.Cette thèse propose une méthodologie pour construire un MOsP étudiant les interactions d’îlot à muscle dans la régulation glycémique. Les 3 objectifs du MOsP étaient : atteindre des concentrations physiologiques d’insuline grâce à des îlots sécrétant en réponse à une élévation physiologique de glucose, induisant une prise de glucose mesurable par les muscles, et monitorer l’expérience en direct. Pour cela, les investigations ont été menées avec une approche interdisciplinaire, utilisant et confrontant des résultats venant d’expériences biologiques in vitro et de simulations modélisant la biologie et la physique.Ce manuscrit détaille les étapes de la méthodologie, et délivre différents designs pour progressivement construire un MOsP comprenant: une puce microfluidique contenant les cellules et un capteur de glucose connecté directement au flux. Les principales découvertes ont été :- Un milieu et procédure de co-culture entre îlots primaires et LHCN-M2 myotubes ont été démontrés.- Un substrat de culture commun de type MicroElectrodes Array a été trouvé.- Des îlots ont été cultivés en puce microfluidique, et ont présenté une sécrétion d’insuline en réponse au glucose durant des expériences en fluidique. Des myotubes ont pu se différentier en puce, et ont présenté une prise de glucose basale (insuline indépendant).- Une stratégie in vitro-in silico pour dimensionner le MOsP a été développée et implémentée. Un modèle in silico simplifié d’îlot a été développé pour rapidement explorer 2 designs de puce. Des expériences in vitro correspondantes, de sécrétion d’insuline, ont été menées et confrontées aux expériences in silico. Les résultats ont soulevé l’hypothèse que les îlots n’avaient pas une fonctionnalité optimale dans nos petits volumes de culture. La même constatation a été faite concernant les myotubes, où la prise de glucose insuline dépendante a été démontrée en macro volumes, mais en micro volumes, la réponse observée (uniquement à concentration physiologique d’insuline) doit être reproduite avec des expériences plus robustes pour démontrer leur présence.- Un capteur de glucose compatible avec le système microfluidique a été caractérisé à l’aide d’expériences in vitro et in silico.- Un multi-potentiostat a été développé dans la perspective de futures mesures électrochimiques multiples et intégrées.Les bases et perspectives présentées ici permettront d’achever le MOsP îlot-muscle par de futurs travaux. La méthodologie peut aussi être réutilisée pour l’ajout de nouveaux organes (foie, adipocytes) complétant le MOsP, qui permettra de mieux comprendre les dérégulations intervenant dans le diabète de type 2
Over the past 4 decades, an intermediate model between the traditional in vivo and in vitro approaches has emerged: the MicroPhysiological Systems (MPS). MPS are designed to recapitulate different levels of human physiology, from the single organ to organs crosstalk. They upgrade the culture environment by patterning microstructures hosting 3D and multicellular architecture models and integrate microsensors monitoring cell activity and environment.This new investigation tool is of interest in fundamental research on diseases such as diabetes. In this incurable disease, blood glucose regulation, resulting from a complex organs interplay between the pancreatic islets, the liver, the adipocytes and the muscles, is impaired. A Multi-Organ-on-a-Chip (MOoC) is a MPS that can recapitulate these organs crosstalk and represents a relevant model for diabetes research. Indeed, inter-organ regulations are not recapitulated by usual in vitro models, and deciphering these interactions requires multiple sensors, which is not ethically and technically possible in vivo. In the context of diabetes, MOoCs reproducing the islets to skeletal muscles communication do not exist so far, despite the importance of the skeletal muscles impact on blood glucose, under islets action.In this thesis, we propose a methodology to design a MOoC deciphering islets to muscles interactions in blood glucose regulation. The MOoC objectives were to: (i) attain physiological insulin concentration secreted by islets in response to physiological glucose elevation, (ii) that induces a measurable glucose uptake by the muscle cells, (iii) monitor online relevant parameters. To that end, the investigations were conducted with an interdisciplinary approach, using and confronting results from both in vitro biological experiments and in silico modelling of biology and physics.This manuscript details the methodology steps, delivering different designs for progressive validation toward a complete MOoC that comprises a microfluidic chip with cells and an online glucose sensor. During the MOoC construction, our main findings were the following:- A co-culture medium and procedure for primary islets and LHCN-M2 myotubes were demonstrated.- A common MicroElectrodes Array-based substrate was found suited for co-culture in a single microfluidic chip.- Islets were cultured in microfluidic chips, and presented an insulin secretory response to glucose during fluidic experiments. Myotubes were successfully differentiated in microfluidic chips, and presented a measurable basal (insulin-independent) glucose uptake.- An in silico and in vitro informed MOoC scaling strategy was developed and implemented. A simplified in silico islet model was developed to rapidly explore chip designs. Corresponding in vitro insulin secretion experiments were conducted and confronted to the in silico experiments. Results raised the hypothesis that islets function was sub optimal when cultured in our low volume. Similar observation was made concerning myotubes scaling, where insulin-dependent glucose uptake was demonstrated in macro volumes experiments, but in micro volumes, the observed insulin response (only at physiological insulin concentration) has to be further repeated with improved experiments to explicitly demonstrate its presence.- A glucose biosensor compatible with microfluidic was characterized under different injection protocols, using in vitro and in silico experiments.- A multi-potentiostat was developed in the perspective of multiple and integrated electrochemical sensing in the MOoC.From the grounds and perspectives presented in this thesis, future work can be conducted to further complete this islet-muscle MOoC. The methodology can be re-used and extended in the perspective of adding new organs (liver, adipocytes) in this MOoC in order to better address the interorgan crosstalk deregulations in type 2 diabetes pathophysiology

Cette thèse s'est inscrite dans le cadre du projet ACACIA (Amélioration du CAptage du CO2 Industriel et Anthropique) soutenue par le pôle de compétitivité AXELERA et financé par " FUI " et " LE GRAND LYON ". Notre objectif était d'immobiliser l'anhydrase carbonique dans des gels inorganiques, en particulier la silice afin de préserver la structure de l'enzyme, sa fonctionnalité et de la protéger de l'environnement physico-chimique environnant. Pour cela, des essais préliminaires simples nous ont permis d'élaborer et de construire une cellule, comprenant membrane polymérique poreuse imprégnée de solution enzymatique aqueuse, ou de gel de silice lui-même imprégné de solution aqueuse d'enzyme. A partir de ce montage, nous avons étudié des paramètres importants de la membrane, comprenant un tampon, sa nature, molarité et son pH, ainsi que la taille des pores de la membrane et la concentration en enzyme. Il a été trouvé qu'un tampon à base de bicarbonate permet de déplacer l'équilibre de déprotonation du CO2(aq) vers un pH plus élevé, par l'apport des ions HCO3- équilibrés par des cations comme Na+, et favorise une contribution plus importante à la diffusion du CO2 à travers la membrane. Nous avons également observé que quelque soit le gaz de captage (100 % et / ou 10 % de CO2), le tampon et le type de membrane, une perméance maximum a été observée pour une concentration en enzyme de 0.2 mg mL-1.

Le travail présenté dans ce manuscrit est une contribution à la recherche sur la mise en forme d'une nouvelle classe de bioélectrodes nanostructurées, principalement à base de nanotubes de carbone (NTCs). L'oxyde de graphène (GO) a été également évalué pour des applications bioélectrochimiques. Les procédés de fabrication développés autorisent l'ajout d'additifs tels que des médiateurs et des polymères. L'optimisation de la connexion enzymatique de la laccase pour la réduction de l'O2 sur des matrices de nanotubes de carbone ainsi que de la polyphénol oxydase (PPO) pour la détection électrochimique de l'ortho-quinone généré enzymatiquement a été étudiée. Dans un premier temps, le transfert d'électrons direct avec la laccase a été optimisé dans une matrice nanostructurée de NTCs. Dans ce contexte, nous avons examiné plusieurs approches pour immobiliser la laccase tout en l'orientant grâce à l'utilisation de dérivés de l'anthraquinone afin d'améliorer les performances catalytiques de la biocathode. L'immobilisation et l'orientation de l'enzyme ont été réalisées par fonctionnalisation des électrodes par le pyrène-mono-anthraquinone et le pyrène-bis-anthraquinone. La seconde partie présente la préparation d'une autre cathode basée sur la connexion indirecte de la laccase à une matrice nanostructurée de NTCs (buckypaper) contenant du bis-pyrène-ABTS comme médiateur rédox et comme réticulant pour la stabilité mécanique améliorée de ce buckypaper. La dernière partie de ce travail a été consacrée à la production de fibres par filage électrostatique à partir de deux mélanges différents: NTCs/ PAN(polyacrylonitrile) et GO/PAN. De telles fibres ont été utilisées comme électrodes pour des applications bioanalytiques et la bioconversion d'énergie
This thesis is devoted to the development of a new class of freestanding nanostructured bioelectrodes mainly based on carbon nanotubes (CNTs) Graphene oxide (GO) was also evaluated for its appropriateness for the treated bioelectrochemical approaches. The developed manufacturing processes forming CNTs slides (Buckypapers) or electrospun tissues also allow the confinement with additives like mediators or polymers. The optimization of the enzymatic connection of laccase, for O2 reduction on carbon nanotube arrays, and the polyphenol oxidase (PPO) for the electrochemical detection of enzymatically generated electroactive ortho-quinone was studied. Initially, direct electron transfer of laccase is optimized in a nanostructured CNTs matrix. We examined several approaches to immobilize and orient the laccase using anthraquinone derivatives while improving the catalytic performance of the biocathode. These immobilisation and orientation strategies on electrodes are performed by functionalization using pyrene-mono-Anthraquinone and pyrene-bis-anthraquinone. The second part of this thesis shows the preparation of another biocathode based on the indirect connection of laccase in nanostructured CNT buckypapers containing bis-pyrene-ABTS as a redox mediator and cross-linker, enhancing the mechanic stability of the buckypaper. The last part of this work was devoted to the production of nanofibers by electrospinning from two different blends: CNT / PAN and GO / PAN. Such fiber electrodes were used as bioelectrodes for bioanalytical applications and biological energy conversion

Les tests sur le lieu de soins sont très prometteurs car ils permettent d'effectuer des mesures en temps réel et en continu à un prix abordable et s'adressent à un large éventail de personnes. Cependant, le défi que représente la surveillance continue pour gérer la santé de manière proactive tout en réduisant les dépenses de santé est considérable. Il s'agit principalement de garantir la fiabilité des éléments de reconnaissance et la viabilité à long terme des sources d'énergie, en particulier des batteries. Cette étude a établi un capteur de lactate non enzymatique pour les tests sur le lieu de soins, en utilisant une approche holistique qui comprend la modification de la morphologie de l'électrode, l'électrodéposition de matériaux conducteurs et de catalyseurs à l'échelle nanométrique, l'intégration d'un liquide ionique pour la sélectivité, l'optimisation de la technologie d'alimentation sans fil et l'incorporation de systèmes de gestion de l'énergie dans des dispositifs de détection électrochimique conçus par l'utilisateur lui-même. Les principaux résultats comprennent la sélectivité des catalyseurs non enzymatiques pour la détection et la proposition d'un dispositif de mesure personnalisé alimenté sans fil. Plus précisément, la modification de la géométrie du noyau du transformateur en ferrite a amélioré la puissance de sortie maximale du transducteur magnétoélectrique, qui a atteint 1,63 mW. Le circuit de gestion de l'énergie proposé fournit du courant continu avec un rendement élevé (0,74 mW) et permet une charge plus rapide pour la transmission d'énergie sans fil afin de soutenir nos dispositifs électrochimiques. Les dispositifs d'analyse électrochimique tels qu'ils ont été fabriqués ont démontré des capacités de mesure précises. L'utilisation de l'électrode poreuse imprimée a permis d'améliorer la reproductivité, la conductivité et la surface. L'électrodéposition de graphène et de nanoparticules de Ni(OH)₂, dont la taille et l'état chimique ont été soigneusement réglés, a augmenté la sensibilité du capteur. La plage de détection étendue des capteurs d'acide lactique optimisés s'avère avantageuse pour la détection du lactate, ce qui présente des avantages significatifs pour le diagnostic de diverses maladies. Un liquide ionique synthétisé sur mesure a facilité la détection sélective de l'acide lactique, en bloquant les molécules d'interférence et en permettant une détection "en une étape" avec une large gamme (1 mM à 60 mM) et une sensibilité élevée (1,374 μA/mM). En outre, la performance électrochimique du capteur non enzymatique avec liquide ionique a été étudiée en corrélant le coefficient de diffusion avec la Stokes-Einstein relationship. En conclusion, cette recherche offre des perspectives précieuses sur des systèmes de tests de soins au point d'intervention entièrement intégrés avec des applications pratiques, notamment les capteurs de lactate non enzymatiques avec des liquides ioniques et les transducteurs magnétoélectriques pour le transfert d'énergie sans fil. L'effort continu visant à améliorer les dispositifs de tests de soins au point d'intervention souligne l'importance de la recherche et de l'innovation soutenues pour faire progresser les soins aux patients et la gestion des maladies dans divers domaines, y compris la médecine clinique, la gestion du sport et la recherche sur le cancer
Point-of-care testing (POCT) holds great promise for providing real-time and continuous measurements at an affordable price, catering to a broad range of individuals. However, the challenge of continuous monitoring to proactively manage health while reducing healthcare expenses is substantial. These challenges primarily revolve around ensuring the reliability of recognition elements and the long-term sustainability of power sources, particularly batteries. This study established a non-enzymatic lactate sensor for point-of-care testing, employing a holistic approach that encompasses the modification of electrode morphology, electrodeposition of nanoscale conductive materials and catalysts, integration of ionic liquid for selectivity, optimization of wireless power supply technology, and the incorporation of power management systems into self-designed electrochemical detection devices. Key findings include conferring selectivity on non-enzymatic catalysts for detection and proposing a custom wirelessly supplied measurement device. Specifically, modifying the ferrite transformer core geometry improved the magnetoelectric transducer's maximum output power, reaching 1.63 mW. The proposed power management circuit supplied DC with high efficiency (0.74 mW) and enabled faster charging for wireless power transmission to support our electrochemical devices. The as-fabricated electrochemical analysis devices demonstrated precise measurement capabilities.Using the porous screening printed electrode showed increased reproductivity, conductivity, and surface area. The electrodeposition of graphene and Ni(OH)₂ nanoparticles, carefully regulated in size and chemical state, elevated the sensor's sensitivity. The extensive detection range of the optimized lactic acid sensors proves advantageous for detecting lactate, offering significant benefits in various disease diagnoses. A custom-synthesized ionic liquid facilitated selective detection of lactic acid, blocking interference molecules and enabling "1-step" detection with a wide range (1 mM to 60 mM) and high sensitivity (1.374 μA/mM). Additionally, the electrochemical performance of the non-enzymatic sensor with ionic liquid was investigated by correlating the diffusion coefficient with the Stokes-Einstein relationship. In conclusion, this research provides valuable insights into fully integrated POCT systems with practical applications, including the non-enzymatic lactate sensors with ionic liquids and magnetoelectric transducers for wireless power transfer. The ongoing effort to enhance POCT devices underscores the importance of sustained research and innovation in advancing patient care and disease management across various fields, including clinical medicine, sports management, and cancer research

La configuration de la couche sensible est un point determinant dans la conception des biocapteurs. Son amelioration a ete envisagee suivant deux approches en utilisant pour modele un capteur de bioluminescence a fibres optiques : d'une part la compartimentation de couches sensibles multi-enzymatiques sequentielles, consistant a immobiliser les differentes enzymes sur des supports differents, d'autre part le developpement de couches sensibles integrant les enzymes et les co-reactifs. Les phenomenes relatifs a la compartimentation ont ete etudies en associant des deshydrogenases nad-dependantes (lactate- ou sorbitol deshydrogenase) au systeme luminescent bacterien oxydoreductase-luciferase. Une surconcentration de l'intermediaire commun des sequences enzymatiques a ete mise en evidence du fait de la compartimentation. Ainsi, l'utilisation de systemes compartimentes se traduit par une augmentation de la vitesse globale des reactions par rapport a celle obtenue avec la couche sensible co-immobilisee. Le controle des activites des systemes compartimentes a permis d'amplifier la sensibilite des mesures dans le cas de la lactate- et de la sorbitol deshydrogenase par des facteurs respectivement voisins de 5 et 14. Les potentialites offertes par la compartimentation ont ete exploitees pour la mise au point d'une couche sensible integrant la sequence adenylate kinase - creatine kinase - luciferase de luciole et permettant les dosages alternes d'atp, d'adp et d'amp. Pour ajouter un niveau d'organisation plus complexe a la couche sensible, le co-substrat de la luciferase de luciole, la luciferine, a ete confine dans une matrice synthetique. La cinetique de liberation du substrat a ete etudiee en associant la matrice-luciferine a une membrane de luciferase. L'association de cette matrice au biocapteur a amp, adp et atp a permis la mise au point d'un systeme semi-autonome dont l'autonomie est estimee a 3 heures de fonctionnement continu.

Compte tenu de l'importance pour cette étude d'une connaissance précise de la taille des micelles et des paramètres de l'aptitude à la coagulation des laits, il a été nécessaire d'utiliser les techniques les plus récentes. La détermination de la distribution de taille des micelles de caséine a été réalisée à partir d'une méthode de diffusion quasi-élastique de la lumière. L’élaboration d'un capteur optique directement utilisable sur site industriel a été développée. Cette technique pourrait, dans l'avenir, constituer une méthode de référence pour contrôler la qualité des laits ou celle des enzymes coagulantes. A partir de ces deux techniques et des mesures des propriétés physicochimiques et de composition des laits, une analyse statistique a été réalisée sur des laits de grand mélange et des laits individuels. Il apparait ainsi que la taille des micelles est en forte corrélation avec la teneur en caséine (Kappa) que les paramètres de la coagulabilité des laits sont dépendants, entre autres, de la taille des micelles et de la teneur en sodium. Cette étude statistique a mis en évidence la nécessité de mieux comprendre certaines relations. Pour cela, une approche phénoménologique de la coagulation du lait a été réalisée. Dans cette étude, on a divise le processus de coagulation en quatre phases : une phase enzymatique, une phase d'agrégation, une phase de transition sol-gel, une phase de gélification et de raffermissement du gel. On propose des applications au niveau industriel et en conclusion on suggère de nouvelles questions sur le processus de la coagulation