Biocapteur electrochimique à ADN à base de polymère conducteur : optimisation et étude du mécanisme de transduction

A polymer-based electrochemical DNA biosenso : optimisation and transduction mechanism

• Auteur / Autrice : Steeve Reisberg
• Direction : Minh Chau Pham
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces, interfaces, réactivité, adhésion
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères

Électrochimie

ADN

Séquençage par oligonucléotides en batterie

Techniques de biocapteur

Résumé

Ce travail présente la mise au point et l'optimisation d'un biocapteur à ADN basé sur un polymère conducteur multifonctionnel le poly((5-hydroxy-1,4-naphtoquinone-co-3 -acide thioacétique-l,4-naphtoquinone) ou poly(Jug-co-Juga). Ce dispositif « simple de réalisation » et «intelligent», permet une détection électrochimique directe de l'hybridation par voltamétrie à vague carré (SWV). Ce système se distingue des autres dispositifs présent dans la littérature par son originalité puisqu'il il est le seul à donner une réponse électrochimique de type « signal-on », c'est-à-dire une augmentation du signal lors de l'hybridation. Il se caractérise également par sa performance. En particulier, son excellente sélectivité, puisqu'il permet la détection d'un brin cible parmi un ensemble complexe de brins non spécifiques (discrimination), ou la détection de mésappariements de deux voire d'une seule base (sélectivité). La sensibilité de ce biocapteur, (25 nmol), est comparable à ce qui se fait de mieux en terme de détection électrochimique directe. Un modèle original expliquant le mécanisme de transduction du biocapteur est développé : II a ainsi été démontré que après l'hybridation, le changement de conformation des oligonucléotides (ODN), entraîne une libération de surface et par conséquent une augmentation du signal électrochimique. Enfin, le système est étendu à un nouveau type de sonde nucléique les acides peptido- nucléiques (PNA).

This work deals with the design and optimisation of a DNA biosensor based on a multi-functional conducting polymer: the pol(5-hydroxy-1,4-naphtoquinone-co-3-thioacetic acid-1,4-naphtoquinone) or poly(Jug-co-Juga). This ''easy-to-make'' and ''intelligent'' device allows the direct electrochemical detection of hybridization via the square wave voltammetry (SWV) technique. It is different from the devices presented in the literature due to its original « signal-on » operating mode, i. E. An electrical signal increase following hybridization. It exhibits very good performance: its high selectivity allows the detection of one target strand among a complex mix of non-specific strands (discrimination), or the detection of only two or even one single base mismatches. Its sensitivity (25 nmol) is comparable to the best results achieved with direct electrochemical detection. An original model has been developed to explain the sensor's transduction mechanism. It has shown that with hybridization, the oligonuclotides (ODN) conformational change leads to a surface ''un-blocking'' and therefore a signal increase. Finally this architecture has been extended to the use of a new nucleic probe, the PNA.