| Modification d'électrodes par des films redox-actifs, des lipides et des transporteurs ioniques membranaires : vers l'élaboration d'une pile biomimétique (Modification of electrodes by redox-active films, lipids and membrane ion carriers : towards the development of a biomimetic fuel cell) Flinois, Thomas - (2019-09-30) / Universite de Rennes 1 - Modification d'électrodes par des films redox-actifs, des lipides et des transporteurs ioniques membranaires : vers l'élaboration d'une pile biomimétique
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Barrière, Frédéric Discipline : Chimie physique, chimie théorique Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Modification de surface, Films redox-actifs, Dépôt lipidique, Antiport NhaA, Ionophores, Voltammétrie cyclique
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Résumé : En s'inspirant des processus transmembranaires de transport d'ions à l'œuvre dans les cellules vivantes, la conception d'une pile biomimétique peut être envisagée. Le principe de cette pile est d'utiliser les gradients de concentration en ions ou en protons induits par la protéine NhaA, un antiport transmembranaire Na+/2H+, pour générer de l'énergie électrique. Cette thèse contribue à l'élaboration de cette pile à travers des modifications d'électrodes permettant de détecter l'activité de transporteurs ioniques à l'interface électrode / membrane biomimétique. Une revue bibliographique des aspects fondamentaux des membranes cellulaires et du principe de la pile est présentée. Des électrodes modifiées par électrodéposition de dérivés d'acides salicyliques ont permis l'obtention de films redox-actifs sensibles aux variations de pH ou à la concentration en ions monovalents et monoatomiques. La stabilité du dépôt lipidique sur électrode a été significativement augmentée par l'électro-greffage de la 4-decylaniline. Ce dépôt lipidique stable dans le temps permet d'obtenir des membranes biomimétiques et l'insertion de transporteurs ioniques. L'activité des transporteurs ioniques insérés dans les membranes biomimétiques est suivi à travers les variations de potentiel dépendant du pH ou de la concentration en ions sodium ou potassium à l'interface électrode/membrane. Abstract : Based on the transmembrane ion transport processes of living cells, the design of a biomimetic fuel cell can be considered. Its principle relies on ion or proton concentration gradients induced by the protein NhaA, a transmembrane Na+/2H+ antiport, to generate electrical energy. This thesis contributes to the development of this device through electrode modifications to detect the activity of ionic transporters at the electrode/biomimetic membrane interface.A bibliographic review of the fundamental aspects of cell membranes and of the biomimetic fuel cell principle is presented. Electrodes modified by electrodeposition of salicylic acid derivatives have yielded redox-active films sensitive to pH changes or monovalent and monoatomic ions concentration. The stability of the lipid deposit onto the electrodes was significantly increased by the electrografting of 4-decylaniline. This anchored and stable lipid deposit makes it possible to obtain biomimetic membranes allowing the insertion of ionic transporters. The activity of the ion carriers inserted into the biomimetic membranes has been monitored through the redox-active films' potential that is dependent on pH or on sodium or potassium ions concentrations at the electrode/membrane interface. | |||