Réalisation d'assemblages biologiques électroactifs : application aux biocapteurs d'affinité

Elaboration of electroactive biological assemblies : application to affinity biosensors

• Auteur / Autrice : Naoufel Haddour
• Direction : Serge Cosnier, Chantal Gondran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Ce mémoire est consacré à l'élaboration d'assemblages surfaciques originaux à base de polymères conducteurs dans le but d'améliorer les performances analytiques des biocapteurs d'affinité. Tout d'abord, une nouvelle stratégie de transduction photoélectrochimique directe d'immunoréactions a été élaborée au moyen d'électrodes modifiées par un polymère photosensible biotinylé. Ce dernier est électrogénéré à partir d'un complexe tris(bipyridine) de ruthénium(II) substitué de groupements pyrrole et d'entités biotine. Le film polymère est utilisé à la fois pour l'immobilisation de la toxine du choléra biotinylée à travers l'interaction affine biotine/avidine et la détection directe de l'anticorps correspondant via l'altération des propriétés électrochimiques et photo physique du polymère. Une méthode originale d'immobilisation affine de protéines sur des films polymères électrogénérés a été également étudiée. La synthèse et l'électropolymérisation d'un monomère pyrrole-nitrilotriacétate a permis l'élaboration d'un film polymère capable de complexer des ions cuivre et d'immobiliser de manière réversible une protéine histidinylée. Enfin, l'utilisation d'un complexe tris(bipyridine) de fer(II) substitué par des groupements biotine comme espaceur biotinylé a permis la réalisation d'une architecture supramoléculaire comportant plusieurs couches d'avidine autorisant l'immobilisation d'une forte teneur en sondes oligonucléotides. Cette immobilisation en volume des sondes oligonucléotides a conduit à une augmentation notable de la sensibilité de la détection gravimétrique de la cible complémentaire par rapport à une immobilisation en monocouche.

This work is dedicated to the realization of original surface assemblies based on conducting polymers with the aim to improve analytical performances of Affinity biosensors. Firts, a new photoelectrochemicallabel-free transduction approach, was developed using electrodes modified by biotinylated photosensitive polymer. The latter was electrogenerated from on a tris(bipyridinyl) ruthenium(II) complexe bearing biotin and pyrrole groups. The resulting polypyrrolic film was used for the immobilization of biotinylated cholera toxin through avidin-biotin interaction and the label-free detection of the corresponding antibody via the change of electrochemical an photophysical properties of the polymer. Ln parallel, an original method of protein immobilization onto electropolymerized film based on affinity interactions was studied. The synthesis and electropolymerisation of a pyrrole-nitriloacetate mono mer allowed the elaboration of a polymer film for the coordination of copper ions and reversible immobilization of histidine-tagged protein.