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Opportunités des stages et thèses

Opportunité pour un stage de Master dans l’équipe SyNaBi


(Systèmes Nanobiotechnologiques, Biomimétiques et Biotechnologies)

Projet : Architectures d’électrodes pour la biopile enzymatique implantable

L’équipe SyNaBi, dans le labo TIMC-IMAG à l’Université de Grenoble 1 (Joseph Fourier), étudie l’optimisation des performances de biopiles à carburant implantables (IBFC), par plusieurs pistes de recherche en nanobiotechnologie dont l’intégration dans ces dispositifs de composés sélectionnés et optimisés spécifiquement, tels que des enzymes, des médiateurs redox et des bicouches lipidiques membranaires incorporant des protéines de transport.

Ce stage est dans le cadre du projet « biopiles enzymatiques à glucose implantables ». Les biopiles enzymatiques à glucose offrent une nouvelle source d’énergie naturelle, renouvelable et convertible en puissance électrique. En effet, ces biopiles utilisent le glucose et l’oxygène disponibles d’une façon infinie dans le corps. Dans une biopile à glucose/oxygène, la puissance électrique est générée par l’oxydation du glucose à l’anode et la réduction de l’O2 à la cathode en présence d’enzymes rédox. Des travaux antérieurs ont décrit la fabrication des électrodes, pour les biopiles à glucose, moyennant la compression d’un mélange d’enzyme et de nanotubes de carbone. Ce mélange favorise le transfert direct d’électrons entre l’enzyme et les nanotubes de carbone. Les biopiles déjà développées délivrent une puissance de quelques mW.cm-2 avec une durée de vie maximale d’un mois[1,2].
Par la suite, de nouvelles stratégies à base de nanofibres et de films de chitosane, un polymère naturel, ont permis d’améliorer la durée de vie et la biocompatibilité des électrodes.

La présente étude vise à étudier l’effet de la nature du polymère, du matériau conducteur et de l’enzyme sur le rendement et la stabilité des électrodes. Par exemple, la durée de vie et la stabilité des électrodes ont été améliorées par les nouvelles stratégies utilisant les polymères biocompatibles mais plusieurs points restent à optimiser. En effet, la connexion électrique des enzymes et leur orientation doivent être optimisées pour une meilleure performance de la biopile qui doit rester, en même temps, stable et biocompatible. Différentes architectures des électrodes seront étudiées.

1. Zebda, A. ; Gondran, C. ; Le Goff, A. ; Holzinger, M. ; Cinquin, P. ; Cosnier, S. Nature Communications 2011, 2, 370.

2. Reuillard, B. ; Le Goff, A. ; Agnès, C. ; Holzinger, M. ; Zebda, A. ; Gondran, C. ; Elouarzaki, K. ; Cosnier, S. Physical Chemistry Chemical Physics 2013, DOI : 10.1039/c3cp50767j. Published Online : Feb 25, 2013.

Infos pratiques pour le projet et le candidat

Les expériences seront menées en utilisant la plate-forme d’électrochimie de SyNaBi. Les différentes architectures des électrodes vont s’appuyer sur des techniques de chimie des polymères et de biotechnologie. Il est souhaitable que le candidat ait une formation en chimie ou biotechnologie ou pharmacie, avec une certaine compréhension de l’électrochimie.

Plus de détails sur le projet et l’opportunité sont disponibles par email à Dr Sarra EL ICHI (sarra.el-ichi_at_imag.fr) et Pr Donald MARTIN (don.martin_at_imag.fr)


Laboratoire TIMC-IMAG, Domaine de la Merci, 38706 La Tronche Cedex

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