Synthèse électrochimique de films d'hydroxydes doubles lamellaires : applications aux biocapteurs

• Main Author: Ben Assaker, Ibtissem
• Other Authors: Evry-Val d'Essonne
• Language: fr
• Published: 2009
• Subjects: Comportement électrochimique; Electrochemical behaviour
• Online Access: http://www.theses.fr/2009EVRY0009/document

Ce travail de thèse est consacré à la synthèse électrochimique de films minces d’hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et à l’élaboration de biocapteurs enzymatiques à détection ampérométriques, utilisant ces films comme matrices d’immobilisation des enzymes. Des études préalables de synthèse de suspensions de HDLs à partir de la neutralisation de mélange de cations métalliques divalents et trivalents par la soude ont été effectuées. Les solides formés ont été caractérisés par spectroscopie FTIR et par diffraction des rayons X ; leurs compositions ont été déterminées par dosages chimiques et par ICP-OES. Les conditions permettant de former exclusivement un HDL ont été précisées pour plusieurs couples cations divalents / cations trivalents, en présence d’ions bicarbonate ou du complexant EDTA. Les suivis pHmétriques ont permis de définir les compositions d’électrolytes les plus adaptées pour les synthèses électrochimiques des films de HDLs. Des films minces d’Hydrotalcite ou de Pyroaurite ont été obtenus sur substrat conducteur (Pt, Au) par augmentation du pH local résultant de la réduction de l’oxygène dissous ou de l’eau. Les paramètres potentiel, courant et temps de réduction ont été étudiés. Des comportements électrochimiques linéaires de ces électrodes modifiées vis-à-vis de l’ion ferricyanure ou des produits de catalyse enzymatique, H2O2 et NADH, ont été mis en évidence. Deux types de biocapteurs, à glucose ou à lactate, ont été fabriqués par co-déposition électrochimique du film HDL et de l’enzyme, glucose oxydase ou lactate déshydrogénase. Leurs sensibilités ampérométriques pour leur substrat, glucose ou lactate, ont été étudiées en fonction de différents paramètres de préparation ou de fonctionnement. === This work is devoted to the electrochemical synthesis of layered double hydroxides (LDH) thin films and to the development of enzymatic biosensors with amperometric detection, using these films as immobilization matrices of enzymes. Preliminary studies of LDH suspensions synthesis by neutralization of mixed divalent and trivalent metallic cations with sodium hydroxide were performed. The powders were characterized by FTIR spectroscopy and X-ray diffraction, and their compositions were determined by chemical titration and ICP-OES. Conditions for the formation of pure LDH were specified for several couples of divalent / trivalent cations, in the presence of bicarbonate ions or EDTA. The pH titration curves allow the determination of the best suited electrolyte compositions for the electrodeposition of LDHs films. Hydrotalcite or Pyroaurite thin films were obtained on conductive substrates (Pt, Au) from the increase of local pH induced by dissolved oxygen or water electrochemical reduction. The following parameters were studied, potential, current and reduction time. The linear electrochemical behaviour of these LDH-modified electrodes was verified for the oxidation of ferricyanide ions or H2O2 and NADH, the products resulting from bio-catalysed reactions. Two types of biosensors, for glucose or lactate determination, were elaborated by electrochemical co-deposition of LDH film and enzyme, glucose oxidase or lactate dehydrogenase. Amperometric sensitivities for glucose or lactate were studied as a function of preparation and operation parameters.