Développement d'une plateforme de type laboratoire sur puce à base de phytoplanctons pour la détection de la toxicité de l'eau

Lefèvre, Florent (2014). « Développement d'une plateforme de type laboratoire sur puce à base de phytoplanctons pour la détection de la toxicité de l'eau » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en chimie.

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Résumé

Il n'existe à ce jour ni d'alternative ni de solution complémentaire aux équipements de laboratoires coûteux et encombrants pour mesurer la qualité de l'eau. En complément des analyses chimiques traditionnelles, qui sont coûteuses et qui demandent du personnel qualifié, existent les bioessais à base d'organismes vivants. Bien qu'ils offrent un avantage certain pour les mesures préventives et en continu de la toxicité globale, aiguë ou chronique, d'une source de contamination, ils doivent être pratiqués en laboratoire et prennent aussi plusieurs jours. Il n'existe aucun test portable, léger et intégré qui peut procéder à plusieurs détections en simultanées afin de mesurer la qualité générale ou la toxicité de l'eau sur place et en continu, qui pourraient complémenter des analyses traditionnelles dans les laboratoires. Aucun outil d'alarme n'est disponible pour une détection précoce de la pollution. L'objectif principal de cette thèse était de développer un dispositif qui mesure la toxicité de l'eau. Nous voulions d'une part démontrer tout le potentiel d'intégration de plusieurs détecteurs et plusieurs microorganismes dans un même dispositif, et d'autre part démontrer qu'il était possible de fabriquer une plateforme microfluidique à base de phytoplanctons et de cyanobactéries qui intégrerait divers capteurs optoélectroniques. Pour ce faire, nous devions démontrer la complémentarité à la fois des différentes espèces de phytoplanctons, mais aussi de différents capteurs qui peuvent être intégrés sur la même plateforme afin de mesurer la qualité de l'eau, tout en essayant de démontrer qu'il serait possible d'obtenir une certaine spécificité dans la détection à l'aide d'une analyse des données. Parallèlement, nous devions développer deux types de capteurs qui peuvent mesurer des paramètres différents du métabolisme tout en étant compatible dans leur fabrication et leur intégration. Nous voulions révéler le potentiel à la fois des dispositifs optoélectroniques organiques pour la détection de fluorescence, mais aussi le potentiel des nanofils métalliques pour les détections électrochimiques. Notre approche permet de diminuer de façon importante les coûts, car seuls les échantillons identifiés comme toxiques seraient analysés de façon complète par des laboratoires spécialisés. De plus, la combinaison de la microfluidique et des dispositifs optoélectroniques organiques pour la détection répond entièrement à la problématique de portabilité et de miniaturisation afin de limiter les manipulations d'opérateur sur le terrain. L'association de la multidétection en utilisant plusieurs différentes espèces permet d'avoir un test beaucoup plus fiable sur le plan qualitatif de la mesure en augmentant la liste de polluants détectés, mais permet aussi d'envisager un test sélectif sur les catégories de polluant présent puisque chaque espèce a une morphologie et une physiologie propre et donc leur sensibilité aux polluants diffère. Ce type de bio-essai serait le premier du genre par son caractère à la fois qualitatif et quantitatif et il répondrait au besoin d'avoir un test portable pour des mesures sur place tant dans les domaines environnementaux, industriels, agroalimentaires et militaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bio-essai, algues, phytoplanctons, cyanobactéries, laboratoire sur puce, toxicité, dispositifs organiques, OLED, photodétecteur, nanofils, fluorescence, oxygène.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Izquierdo, Ricardo
Mots-clés ou Sujets: Eau -- Qualité -- Essais biologiques / Eau -- Toxicité -- Mesure / Eau -- Pollution -- Mesure / Dispositifs microfluidiques / Dispositifs optoélectroniques / Nanofils / Biocapteurs / Microalgues / Cyanobactéries / Laboratoires sur puce -- Conception et construction
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 24 févr. 2017 14:24
Dernière modification: 24 févr. 2017 14:24
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/9371

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