Elaboration de nouveaux biocapteurs électrochimiques pour le diagnostic de la thrombose veineuse profonde

Elaboration of new electrochemical biosensors for the diagnosis of deep vein thrombosis

• Auteur / Autrice : Syrine Chebil
• Direction : Hafsa Korri-Youssoufi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules

Glycoprotéines

Thrombophlébite

Mots clés libres

Immunocapteurs électrochimiques, thrombose veineuse profonde (TVP), D-Dimère, polpyrrole fonctionnalisé, sonde rédox, nanomatériaux, gamme de détection

Résumé

La thrombose veineuse profonde (TVP) comme sous le nom de phlébite correspond à la formation d'un caillot sanguin dans une veine. C'est une pathologie fréquente en Europe et elle reste très difficile à diagnostiquer jusqu'à présent. Ce travail qui rentre dans le cadre d'un projet Européen STREP C] consiste à élaborer un biomatériau en tant qu'outil de diagnostic de la thrombose permettant une mesure en temps réel de la présence de la maladie dans le sang du patient. La détection est réalisée par dosage de la glycoprotéine D-Dimère présente lors de la formation d'un thrombus. L'approche qui a été envisagée dans cette étude est celle de l'immobilisation de l'anticorps anti-D-Dimère tagué Histidine sur un matériau polymérique conducteur fonctionnalisé par un complexe métallique. Cette stratégie originale de la construction de l'immunocapteur réalisée étape par étape a permis à la fois d'avoir une fixation orientée de l'anticorps et de suivre la variation du signal électrochimique via le métal utilisé en tant que sonde redox. De ce fait un biocapteur a été développé à base de polypyrrole fonctionnalisé par le complexe métallique Acide NitrilotriacétiquelMétal ionique (NT AJCu2+) et a été intégré par la suite dans un dispositif miniaturisé conçu pour être fiable, précis, portatif, automatisé et économique. L'étude de stabilité dans le temps de ce biomatériau a permis la réalisation d'une nouvelle matrice d'immobilisation de l'anticorps anti-D-Dimère en utilisant un nouveau ligand enPI2 constitué par des groupements amines comms pour une très bonne chélation du cuivre II. La conception du biocapteur sur des nanomatériaux tels que les nanotubes de carbone et les nanoparticules d'or a montré une augmentation de la gamme de détection du D-Dimère. La caractérisation de ces biomatériaux et le suivi du D-Dimère ont nécessité l'utilisation de différentes techniques d'analyses électrochimique et de surface tels que la voltammétrie cyclique (CV), la DPV, la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE), la microscopie à force atomique (AFM), la résonance des plasmons de surface (SPR), L'infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR), la spectroscopie des photoélectrons X (XPS) et la résonance magnétique nucléaire (RPE). L'intégration du biocapteur dans la cartouche DVT-IMP comprenant une puce et un corps micro fluidique a permis l'amplification du signal électrochimique notamment de la sonde redox grâce à l'utilisation des élecctrodes interdigitées (EIDs).

Deep vein thrombosis (DVT) known as phlebitis corresponds to the formation of a blood clot in a vein. It is a common disorder in Europe and it remains very difficult to diagnose until now. This work within the framework of a European project STREP [] is to develop a biomaterial as a tool for diagnosis of thrombosis allowing real-time measurement of the presence of the disease in the patient's blood. Detection is perfonned by assaying the glycoprotein D-dimer present during the formation of a thrombus. The approach which has been chosen in this study is the immobilization of an Histidine tagged anti-D-Dimer on a conductive polymer material functionalized with a metal complex. This original strategy for the construction of the immunosensor has been achieved step by step allowed both to have an oriented attachment of the antibody and monitor the change in electrochemical signal through the metal used as a redox probe. Thus a biosensor based on polypyrrole functionalized with nitrilotriacetic acid metal complex (NT AJCu2 +) was developed and was subsequently incorporated into a miniaturized device designed to be reliable, accurate, portable, automated and economical. The study of the biomaterial time stability has enabled the creation of a new matrix for the anti-D-dimer immobilization using a new ligand enPI2 containing amine groups known for a very good Copper II chelation. The design of the biosensor on nanomaterials such as carbon nanotubes and gold nanoparticles showed an increase in the D-dimer detection range. The characterization of these biomaterials and the D-dimer monitoring required the use of different electrochemical and surface analytical techniques such as cyclic voltammetry (CV), DifferentiaI Pulse Voltammetry (DPV), the electrochemical impedance spectroscopy (EIS), the Atomic force microscopy (AFM), the surface plasmon resonance (SPR), The Fourier transform infrared (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and nuclear paramagnetic resonance (EPR). The integration of the biosensor in the DVT-IMP cartridge comprising a chip and a microfluidic body allowed the amplification of the electrochemical signal including the redox probe through the use of interdigitated élecctrodes (EIDs).