Carbon Nanotube Functionalization for the Development of Affinity Bioarchitectures : Application to biosensors
Fonctionnalisation de Nanotubes de Carbone pour le Développement de Bio-architectures Affines : Application aux Biocapteurs
Résumé
The aim of this study is to develop bio-architectures based on single walled carbon nanotubes for electroanalytical applications. For this purpose, different methods of carbon nanotubes functionalization were proposed such as, functionalization in solution, functionalization by dip-coating and by electropolymerization using the π interactions between carbon nanotubes and the π conjugated compounds (pyrrole-biotin, pyrene-biotin, pyrene-adamantane). The used matrixes for the conception of the biosensors are based on the affinity systems between avidin and biotin and that between adamantane and β-cyclodextrin. The comparison of the biosensors performances leads to the determination of the most suitable way for the carbon nanotube functionalization. The latter consists on forming a monomer monolayer by dip-coating reinforced by oxidative polymerization in a monomer free solution. These processes stabilize the adsorbed layer offering an optimum permeation to the underlying electrode. The resulting modified surfaces were characterized by surface physico-chemical analysis.
L'objectif de cette étude consiste à développer des bio-architectures à base de nanotubes de carbone mono-feuillet à visées électroanalytiques. Pour ce faire, différentes méthodes de fonctionnalisation de nanotubes de carbone ont été proposées à savoir la fonctionnalisation en solution, par trempage et par électropolymérisation en se servant des interactions π entre les nanotubes de carbone et des molécules π-conjugués (le pyrrole-biotine, le pyrène-biotine et le pyrèneadamantane). Les matrices utilisées pour la conception des biocapteurs sont basées sur les systèmes d'affinité entre l'avidine et la biotine, et entre l'adamantane et la β- cyclodextrine. La comparaison des performances des différents biocapteurs a permis de déterminer la méthode la plus adéquate pour la fonctionnalisation des nanotubes de carbone. Cette dernière consiste à former une monocouche de monomères par simple trempage puis de la renforcer par électropolymérisation oxydative dans une solution exempte de monomère. Cette stabilisation de la couche adsorbée préserve une excellente accessibilité à la surface de l'électrode sous-jacente. Les surfaces fonctionnelles qui en résultent ont été caractérisées par des méthodes physico-chimiques d'analyse.
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