Modeling and optimization of biosensors used in environmental analysis
Modélisation et optimisation des biocapteurs utilisés dans l’analyse environnementale
Résumé
The massive and unrestricted use of glyphosate (GLY) in agriculture raises questions concerning its effects on the environmental and health. Therefore, the monitoring of GLY concentrations in the environment is essential for the assessment of the damage it causes. This work aimed to develop electrochemical micro-sensors for the detection of GLY in water. The devices were based on molecularly imprinted chitosan deposited onto gold microelectrodes. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used as a detection technique; the concentration range used is 0,31 pg/mL to 50 ng/mL. The proposed sensors exhibit good linear response with a low detection limit, good selectivity, reproducibility and reusability. Moreover, the preparation procedures are relatively simple, fast and low-cost. EIS responses of the different micro-sensors were modeled by using mathematical modelization that described the phenomena at the electrode/electrolyte interface, while showing the effect of each parameter on the response signal, highlighting how GLY concentration can affect EIS parameters
L'utilisation massive et sans précautions particulières du glyphosate (GLY) dans le domaine agricole soulève de nombreuses questions concernant la pollution de l'environnement et les risques pour la santé. Par conséquent, la surveillance de la concentration du GLY dans l’environnement est d'une grande importance. Ce travail porte sur le développement de micro-capteurs électrochimiques pour la détection du GLY dans l’eau. Ils sont à base du chitosane à empreintes moléculaires déposé sur des microélectrodes en or. La spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) est utilisée comme une technique de détection dans une plage de concentration de 0,31 pg/mL à 50 ng/mL. Les capteurs proposés présentent une bonne réponse linéaire avec une limite de détection faible, bonne sélectivité, bonne reproductibilité et une possibilité de réutilisation. Les procédures de préparation sont relativement simples, pratiques et assurent des méthodes rapides et économiques. La réponse impédance-métrique des différents micro-capteurs est modélisée en utilisant des bilans basés sur des lois physiques. Cette étude a permis de décrire les phénomènes à l’interface électrode/électrolyte et de montrer l’effet de chaque paramètre sur le signal de la réponse. Ainsi, nous avons pu montrer l’effet du GLY sur les différents paramètres
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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