Arrays of electrochemical ultramicrosensors for the detection of nitric oxide and peroxynitrite in solution
Réseaux de multicapteurs électrochimiques pour la détection du monoxyde d'azote et de l'anion peroxynitrite en solution
Résumé
Nitric oxide (NO*) and peroxynitrite (ONOO−) are involved in several pathologies, including cancer, Parkinson and Alzheimer diseases, and traumatic brain injury. In this work, we describe the development of electrochemical sensors for the simultaneous detection of these two biologically relevant analytes. To meet this goal, we developed a device integrating several arrays of ultramicroelectrodes (UMEs), using photolithographic techniques. In comparison with individual UMEs, these arrays increase the sensitivity of the measurement, as shown by their electrochemical characterization. Several types of membranes, electropolymerized on top of the electrodes, were tested for their ability to enhance the selectivity of NO* measurement against biological interferents. Those studies allowed us to identify a combination of polyeugenol and polyphenol membranes that improves notably the sensor's selectivity. We also developed a strategy to electrochemically detect ONOO−, based on the reduction of its conjugated acid on bare gold electrodes. Based on those approaches, the simultaneous electrochemical detection of NO* and ONOO− from synthetic solutions was performed. Finally, we describe the detection of NO* produced by the RAW 264.7 macrophages cell line.
Le monoxyde d'azote (NO*) et l'anion peroxynitrite (ONOO−) sont deux molécules jouant un rôle clé dans de nombreuses pathologies dont certains cancers, les maladies de Parkinson et Alzheimer, ainsi que les traumatismes crâniens. Ce travail décrit le développement de capteurs électrochimiques permettant la détection simultanée de ces deux analytes d'intérêt biologique. Pour atteindre cet objectif, des dispositifs intégrant plusieurs réseaux d'ultramicroélectrodes (UMEs) d'or ont été fabriqués, à l'aide de techniques photolithographiques. La caractérisation électrochimique de ces réseaux montre qu'ils permettent d'améliorer la sensibilité des mesures, en comparaison avec des UMEs individuelles. Afin de rendre la mesure de NO* sélective vis-à-vis des interférents biologiques, nous avons d'abord étudié l'influence de plusieurs types de membranes électropolymérisées à la surface des électrodes. Ceci nous a permis d'identifier une combinaison de membranes de polyeugénol et polyphénol conférant une bonne sélectivité au capteur. Par la suite, nous nous sommes intéressés à la mise au point d'une méthode de détection électrochimique de ONOO−, basée sur la réduction de son acide conjugué à une électrode d'or non modifiée. À la suite de ces études, la détection électrochimique simultanée de NO* et ONOO− a été réalisée dans des solutions synthétiques. Enfin, nous décrivons la détection de NO* produit par des cellules vivantes, les macrophages RAW 264.7.
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