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JF Perrin mise à 2019
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C'est en 1962 que Clark et Lyons posent le principe des biocapteurs à enzymes immobilisées et l'appliquent à un capteur à glucose
Voici le principe de ce capteur :
Le capteur physicochimique à dioxygène délivre une intensité de courant proportionelle à la concentration en dioxygène dans le compartiment interne au fil de Platine. Cette concentration en dioxygène est au départ, en absence de glucose, équilibrée avec le milieu à mesurer (par exemple on sature en dioxygène, intensité du 100% dioxygène). L'ajout de glucose dans le milieu à mesurer va déclencher la diminution du dioxygène dans le compartiment interne et donc l'intensité de courant I débitée par le capteur. Il s'agit de relier alors ce signal de courant à la concentration en glucose à mesurer. Élégant n'est-ce pas !
On peut facilement construire un équivalent "plus moderne" de ce biocapteur de Clark et Lyons en recouvrant la membrane d'une électrode commerciale à dioxygène (électrode ampérométrique de Clark ou fluorimétrique) avec une membrane hydrophile très poreuse sur laquelle on aura immobilisé de façon covalente de la glucose oxydase (par exemple une immobilisation au glutaraldéhyde avec de la glucose oxydase). Un mode opératoire est disponible à http://www.perrin33.com/polys/protein/tp-genieenz-biocapteurs.pdf. Il est alors intéressant d'enregistrer le comportement de ce biocapteur. Ci-dessous quelques résultats obtenus avec une sonde ampérométrique à dioxygène recouverte d'une membrane avec de la glucose oxydase d'Aspergillus immobilisée au glutaraldéhyde.
Que retenir des résultats ci-dessus ? La biocapteur présenté propose un fonctionnement en mesure cinétique en vitesse initiale et la fonction de réponse au glucose est hyperbolique (une hyperbole de type "Mchaélienne").
L'idée est de mesurer en continu la glycémie chez un patient avec un tout petit capteur qui est sous forme de "microaiguille(s)" implantée(s) dans l'épiderme profond. En fait on ne va pas mesurer directement la glycémie mais le glucose du liquide intestitiel qui baigne les cellules où le capteur est implanté. Mais si on montre une bonne corrélation entre la concentration en glucose dans le liquide interstitiel et celle dans le plasma alors c'est gagné. Voici quelques explications à propos d'un système décrit dans Jina et al. Design, development, and evaluation of a novel microneedle array-based continuous glucose monitor. J Diabetes Sci Technol. 2014 May;8(3):483-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24876610/.
On utilise presque le principe du capteur de Clark et Lyons présenté ci-dessus sauf que :
Et comme le montre la figure ci-dessous ça semble fonctionner !
Ca c'est pour les passionnés : à Chen G, Yu J, Gu Z. Glucose-Responsive Microneedle Patches for Diabetes Treatment. J Diabetes Sci Technol. 2019 Jan;13(1):41-48. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6313291/.