Biodétection optique sans marquage basée sur la diffraction de motifs moléculaires submicroniques

Label-free optical biodetection based on the diffraction by submicrometric molecular patterns

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Cau
• Direction : Christophe Vieu, Jean-Pierre Peyrade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanophysique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (Toulouse ; 1968-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microcapteurs

Nanotechnologie

Nanobiotechnologie

Mots clés libres

Tamponnage moléculaire

Biopuce

Diffraction de la lumière

Détection sans marquage

Biodétection

Diagnostic

Criblage pharmacologique

Résumé

La détection d’interactions biologiques est un des enjeux majeurs de différents domaines tels que le diagnostic médical ou le criblage de médicaments. L’objectif de ce travail est le développement d’une technique de biodétection sans marquage basée sur la diffraction d’un réseau de lignes submicroniques composées de biomolécules. Pour cela, nous développons un modèle optique permettant de simuler la réponse de biocapteurs diffractifs qui détermine les paramètres clefs adaptés à une détection optimale. Nous démontrons l’application de cette technologie à la détection de deux interactions biochimiques différentes, l’une représentant le domaine du diagnostic, l’autre celui du criblage pharmacologique. En se basant sur ces résultats, une corrélation avec le modèle développé est effectuée. Nous proposons aussi un procédé parallèle de dépôt par tamponnage moléculaire de différentes biomolécules en une seule étape, intégré dans le système de détection. Une réflexion sur le rôle et l’impact au niveau du citoyen de cette technologie, et plus généralement des nanotechnologies, est présentée

Biodetection is one of the main challenges for different applicative fields such as diagnostic or pharmacological drug screening. The objective of this work is to develop a label-free biosensing technique based on the diffraction of light by a grating composed of submicrometric lines composed of biomolecules. For this purpose, we develop an optical model simulating the biosensor response in order to determine the key parameters used to optimize the detection. We show the application of this technique with two different interactions: one for the diagnostic, the other for pharmacological drug screening. Based on these experimental data, the optical model is validated. We also propose a new process to deposit different biomolecules in one step by micro contact printing, integrated into the biosensing set-up. The role and the impact of this technique for the citizen, are presented together with the general field of nanotechnologies