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RÉSUMÉ
Alors que le diagnostic médical utilise de plus en plus l’analyse de marqueurs et de constantes biochimiques chez le patient, il devient important de pouvoir suivre en temps réel la concentration d’une molécule en un point donné de l’organisme : c’est la fonction principale des biocapteurs implantables in vivo. Les biocapteurs à glucose implantables améliorent ainsi la qualité de vie des diabétiques en leur permettant de suivre en continu leur glycémie. Dans le domaine des neurosciences, les biocapteurs implantables permettent de mieux comprendre le rôle de la communication chimique dans le cerveau.
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As medical diagnosis increasingly uses the analysis of biochemical markers and constants in patients, it is becoming important to have the ability to follow the concentration of a molecule at a given point of the body in real-time; this is the main function of biosensors implantable in vivo. The implantable glucose biosensors thus improve the quality of life for suffers of diabetes by enabling them to continuously monitor their glycemia. In the domain of neurosciences, the implantable biosensors allow for a better understanding of chemical communication in the brain.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Alors que le diagnostic médical utilise de plus en plus l’analyse de marqueurs et de constantes biochimiques chez le patient, il devient important de pouvoir suivre en temps réel la concentration d’une molécule en un point donné de l’organisme : c’est la fonction principale des biocapteurs implantables in vivo. Les biocapteurs à glucose implantables améliorent ainsi considérablement la qualité de vie des diabétiques en leur permettant de suivre en continu leur glycémie. Dans le domaine des neurosciences, les biocapteurs implantables permettent de mieux comprendre le rôle de la communication chimique dans le cerveau.
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Biocapteurs implantables en neurosciences3. Biocapteurs implantables à glucose
Près de 90 % de l'activité de recherche sur les biocapteurs enzymatiques concerne la détection du glucose. La mise au point de biocapteurs à glucose trouve une application directe pour le suivi de la glycémie chez les patients diabétiques, qui représentent un marché considérable. L’abondance de la littérature sur les biocapteurs à glucose s’explique aussi par leur statut de capteurs « modèles » qu’ils ont acquis depuis les travaux de Leland Clark. De ce fait, la plupart des innovations dans le domaine des biocapteurs ont été développées sur le biocapteur à glucose.
3.1 Fabrication et évolution des biocapteurs à glucose
3.1.1 Trois générations de biocapteurs
La plupart des biocapteurs à glucose reposent sur la conversion du glucose en gluconolactone par la glucose oxydase. Cependant, la transduction de cette activité enzymatique en un signal mesurable fait l’objet d’une grande diversité de stratégies techniques. On distingue ainsi trois générations successives de biocapteurs enzymatiques.
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Capteurs de première génération
Dans la réaction d’oxydation du glucose, la glucose oxydase (GOx) passe d’un état oxydé à un état réduit. L’enzyme est ensuite réoxydée par l’oxygène moléculaire O2 (figure 6a). Cette réaction produit du peroxyde d’hydrogène, H2O2, qui peut lui-même être oxydé à la surface de l’électrode en produisant un courant d’oxydation quantifiable (chaque molécule d’H2O2 oxydée libère deux électrons). La première génération de biocapteurs permet donc de calculer la concentration ambiante en glucose grâce à l’oxydation du peroxyde produit par l’activité enzymatique (figure a).
La réaction d’oxydation d’H2O2 doit se faire à un potentiel raisonnable, pour éviter au maximum l’oxydation d’autres substances présentes dans le milieu de mesure....
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