Polluants : herbicides de la famille des urées et de la famille des triazines inhibent la photosynthèse en agissant sur le transfert d'électrons au niveau

du photosystème II (PSII) et métaux lourds qui agissent à différents endroits avec une sensibilité plus marquée du PSII

Utilisation des systèmes photosynthétiques comme éléments biologiques pour la détection de polluants

chloroplaste

thylacoïde

stromagranum

thylacoïde

membrane thylacoïde

espace thylacoïde ou lumen

membrane thylacoïdeLHC II

PS II

cyt b 559

pool PQ

cyt b

6 fPS I LHC I

CF1

CF

0

PCyOEC

FNRFd stroma

lumen

HERBICIDES

lamelle stromatique

2 H2O O2 + 4 e- + 4 H+

Systèmes photosynthétiques

PVA-SbQ

OH

OH

O

O

OH

OH

N(CH2)2SO3

OH

OH

O

O

OH

OH

OH

OH

O

O

OH

OH

N

N

(CH2)2SO3

O3S(CH2)2

+

+- -

-

+

+

UV

Immobilisation des systèmes photosynthétiques par emprisonnement dans du poly(vinylalcool) portant des

groupements photopolymérisables styrylpyridinium (PVA-SbQ)

-CH3; forme normale

- (CH2)2SO3-; forme bétainée

-

0 2 7 14 60 90 182 4270

25

50

75

100

125

150

Temps (jours)

Activité photosynthétique (%)

Effet de la conservation à l'obscurité à -18°C sur l'activité photosynthétique (cellule à oxygène) après immobilisation d'un mélange de chloroplastes et de

tthylakoïdes dans du PVA-SbQ (2300). L'activité est donnée en comparaison à la première valeur obtenue après congélation (temps = 0)

135

20

Electrodeà oxygène Micro-cellule électrochimique

matérielbiologique

Transduction

Signal électrique

détecté

Produitformé

mélange dechloroplastes et

thylacoïdesthylacoïdes

Fractions enrichies en

photosystèmes II

O2reduit en

H2O2H2O2

médiateurréduit

électrode (mesure ampérometrique)

réoxydation deH2O2

réoxydation ofH2O2

réoxydationdu

médiateurréduit

réoxydationdu

médiateurréduit

médiateurréduit

cellules entièresde cyanobactéries

Méthodes utilisées pour mesurer l'activité photosynthétique

Electrodeà oxygène

Micro-cellule électrochimique

matérielbiologique

IC10diuron(μ )M

mélange de chloroplastes et

thylacoïdesthylacoïdes

cellules entièresde

cyanobactéries

7942 6803

libre 0.1

0.02

50

0.06 0.05

0.50.2

15

200

5 6

60 50

5

0.007

0.07

. .n d

. .n d

. .n d

. .n d

IC 10mercure(μ )M

 

Fractions enrichies en

photosystèmesII

libre

immobilisé

immobilisé

Concentrations en diuron et chlorure de mercure provoquant 10% d'inhibition de l'activité de différents systèmes photosynthétiques immobilisés ou non dans du PVA-SbQ.

4) Open and Close circuit

We realised works to see the differences between the inhibition with an open

circuit (big quantities of herbicides) and a close one (5 mL)

Herbicide Cuve

Peristaltic pump

Hansatech + photosyntheti

c system

Computer

Close circuit Open circuit

End of circui

t

Peristaltic pump

Hansatech + photosyntheti

c system

Computer

Herbicide Cuve

This table represents the values obtains with the two kinds of circuit

Increase of inhibition: 25 %

Area with Close Circuit (u.a)Area with Open Circuit (u.a)Buffer 24100 12300

Diuron 300 ppb 17400 11000% inhibition 36 11

Inhibition curve of diuron with continuous flow

We wanted to determinate:

- I50 at 15 min :- I10 at 15 min :- I50 at 30 min :- I10 at 30 min :

Area in function of contact time

0

20

40

60

80

100

120

Témoin0,1 ppb1 ppb 10 ppb100 ppb

1 ppm10 ppm

15 minutes30 minutes

-

46 ppb

8 ppm

5 ppb

This method is not enough sensitive

Values higher than the European limits

Inhibition curve of different herbicides (manual method)

You are going to see, the inhibition curves of:

- Diuron

- Atrazine

- Metribuzine

Inhibition curve of differents herbicides

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1

ppb

1 ppb 10 ppb 100

ppb

1 ppm 10

ppm

Concentration of herbicides

% of inhibition

Diuron

Atrazine

Métribuzine