Détection et analyse électrique de nanoparticules grâce à un nanopore solide et intégration microfluidique

Solid-state nanopore detection and analysis of nanoparticles and microfluidic integration

• Auteur / Autrice : Jean Roman
• Direction : Laurent Bacri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 29/06/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (Evry, Essonne ; 1998-)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Tarascon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Le Pioufle, Juan Pelta
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Balme, Christian Bergaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécule unique

Microfluidique

Analyse

Nanoparticules

Mots clés libres

Nanopore

Résumé

L'analyse électrique par nanopore est une technique relativement nouvelle permettant l'analyse de nanoparticules et de composés chimiques à l'échelle de la molécule unique. On utilise un trou nanométrique fait dans une membrane isolante délimitant deux électrolytes. On peut ainsi mesurer la résistance électrique de ce nanopore au cours du temps. Quand une particule d'intérêt s'approche du pore, la résistance électrique de celui-ci augmente de manière transitoire et on obtient ainsi une signature électrique liée à cette particule. Les applications de cette technique vont de la détection de virus jusqu'au séquençage de l'ADN ou d'autres polymères. Les nanopores solides sont une voie de développement de cette technique, démontrant une plus grande adaptabilité et robustesse que les nanopores protéiques, dont le développement est néanmoins plus avancé à ce jour. Cette thèse discute de l'intégration dans un dispositif microfluidique des puces contenant un nanopore solide ainsi que des traitement de surface nécessaires à la bonne utilisation de ces derniers.

Nanopore-based electrical analysis is a relatively new technique for the analysis of nanoparticles and chemical compounds at the single molecule scale. A nanometric pore is placed in an ultra-thin insulating membrane. We can then measure the electrical resistance of the pore. When a particle goes near the pore, this resistance increases transiently, thus yielding information on the passing nanoparticle. The applications of such a technique range from virus detection to DNA or other polymers sequencing. Solid-state nanopores are a growing competitor to the more developed proteic nanopores showing better adaptability and robustness. This thesis discuss the microfluidic integration of solid-state nanopores as well as the surface enhancement to permit their use.