Amplification moléculaire, Autocatalyse, Détection d'H2O2, Sonde boronate, Auto-oxydation, Cyclage redox, Benzohydroquinone, Naphtoquinone, Analyse cinétique, Ascorbate

En chimie analytique, le développement de nouveaux outils de détection de molécules ou biomolécules pouvant répondre aux exigences de sensibilité, spécificité, facilité d'utilisation, rapidité et faible coût est plus que jamais une nécessité pour faire face aux multiples problèmes de santé publique ou d'environnement auxquels les sociétés humaines sont de plus en plus confrontée. Parmi les différents critères clés auxquels ces nouveaux outils analytiques doivent répondre, la sensibilité est particulièrement importante puisqu'elle permet la détection de cibles analytiques à l'état de traces. Améliorer la sensibilité est aussi un moyen de rendre les méthodes de détection plus efficaces, par exemple en réduisant la durée d'une analyse. Pour améliorer la sensibilité des techniques analytiques, il existe une grande diversité d'approches dont beaucoup reposent sur une amplification moléculaire d'un signal. Parmi les nombreuses stratégies qui ont été jusqu'à présent proposées, celles consistant en une amplification moléculaire autocatalytique sont certainement les plus attractives en raison du gain exponentiel de sensibilité qu'elles offrent. Cependant, à ce jour, il existe très peu d'exemples de réactions autocatalytiques capables de générer une amplification exponentielle d'un signal et la plupart des systèmes proposés ne sont pas très performant en raison de l'amplification non-spécifique du signal en l'absence de la cible à détecter. L'objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle stratégie d'amplification moléculaire autocatalytique d'un signal en tirant parti de la réaction croisée entre deux boucles catalytiques qui s'activent mutuellement. Pour cela, une première boucle catalytique exploite H2O2 comme catalyseur de la déprotection d'un dérivé ester boronique aromatique (jouant ainsi un rôle de sonde moléculaire) pour produire une benzohydroquinone. Celle-ci est alors utilisée dans une seconde boucle catalytique (dite de cyclage redox) afin de jouer le rôle de catalyseur redox dans la réaction d'oxydation d'un réducteur chimique (ou enzymatique) par le dioxygène dissous et ainsi produire un excédent d'H2O2 qui peut alors alimenter la première boucle. Grâce à cette activation croisée, la cinétique globale de la réaction croît de façon exponentielle avec le temps