Synthèse de monomères saccharidiques pour l'élaboration de glycopolymères à gradient, α-fonctionnels et à blocs par le procédé RAFT : application à l'immobilisation de biomolécules par reconnaissance spécifique ou par covalence

Synthesis of saccharide monomers for preparation of gradient, α-functionalized and block glycopolymers by the RAFT process : application in immobilization of biomolecules by specific recognition or covalent link

• Auteur / Autrice : Guillaume Gody
• Direction : Thierry Delair
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux polymères et composites
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites polymères

Copolymères séquencés

Monomères

Polyaddition

Résumé

Dans le domaine du diagnostic biologique, les glycopolymères sont particulièrement intéressants, soit comme support pour le couplage covalent de biomolécules, soit comme architectures multivalentes favorisant les processus de reconnaissance avec certaines protéines. L'objectif de ce travail de thèse a consisté à synthétiser, par le procédé de polymérisation radicalaire contrôlé de type RAFT, des glycopolymères originaux et bien définis en vue de l'élaboration d'outils utilisables pour des applications diagnostiques (capture et détection d'acides nucléiques ou d'agents pathogènes de type bactéries). Cinq glycomonomères dérivés du D-galactose, du D-mannose et de la N-acétyl-D-glucosamine ont été synthétisés puis copolymérisés avec la N-acryloylmorpholine (NAM), en présence de trois agents de transfert de chaîne de type dithiobenzoate (dont deux présentant une biotine comme substituant). Des copolymères statistiques (certains -biotinylés) de DPn varié en saccharide ont été préparés avec un bon contrôle des masses molaires (Ip = 1,1-1,3). Le caractère “vivant” des chaînes a été confirmé par synthèse de seconds blocs (blocs statistiques de NAM et de N-acryloxysuccinimide (NAS), apportant ainsi des fonctions latérales ester activé utilisables pour une fonctionnalisation ultérieure). Enfin, trois applications préliminaires ont permis de mettre en évidence le potentiel de ces glycopolymères : synthèse de conjugués “glycopolymère-ODN” à partir des glycopolymères galactosylés ; préparation de glyconanoparticules d'or biotinylées, caractérisées par résonance plasmonique de surface (SPR) ; étude par électrophorèse capillaire de la reconnaissance spécifique des glycopolymères mannosylés avec la lectine ConA

In the biological diagnosis field, glycopolymers are particularly interesting since they can be used either as support for covalent coupling of biomolecules or as multivalent architectures that favor the recognition processes with proteins. The purpose of this PhD thesis was the synthesis of original and well-defined gycopolymers, using a controlled radical polymerization technique, the RAFT process, with the aim of preparing new useful tools for diagnosis tests (capture and detection of nucleic acids and pathogenic agents). Five glycomonomers derived from D-galactose, D-mannose and N-acetyl-D-glucosamine were synthesized and then copolymerized with N-acryloylmorpholine (NAM) in the presence of three dithiobenzoate derivatives used as chain transfer agents (two of them bearing a biotin). Statistical copolymers (some -biotinylated) with various DPn in saccharide moieties were prepared in a controlled manner (Ip = 1,1-1,3). The “living” character of polymer chains was confirmed by preparing a diblock copolymer (consisting of NAM and N-acryloxysuccinimide (NAS) statistically copolymerized, thus providing lateral activated ester functional groups useful for further modification). Finally, three applications highlighted the potentialities of these glycopolymers : synthesis of “glycopolymer-ODN” conjugates using galactosylated glycopolymers ; preparation of biotinylated gold glyconanoparticules, characterized by Surface Plasmon Resonance (SPR) ; study of the specific recognition between mannosylated glycopolymers and lectin ConA by capillary electrophoresis