Développement de techniques spectroscopiques multidimensionnelles et microscopiques afin de faciliter le suivi de la fluorescence native de biomolécules.

Development of multidimensional spectroscopic and microscopic techniques to facilitate the monitoring of native fluorescence of biomolecules.

• Auteur / Autrice : Maxime Pacheco
• Direction : Jean-Marie Perrier-Cornet, Christian Coelho
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies agro-alimentaires
• Date : Soutenance le 07/10/2022
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale E2S Environnements, Santé, STIC (Dijon ; ....-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Champion
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Le henaff - le marrec, Thierry Douki

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spores bactériennes

Vin

Fluorescence

Mots clés libres

Temps de vie de fluorescence

Meef

Phasor plot

Vins

Spores bactériennes

Fluorescence lifetimes

Eemf

Phasor plot

Wines

Bacterial spores

Résumé

Il existe un besoin de développement d'outils de caractérisation rapide et fiables de milieux biologiques. Ce travail de thèse a pour but de développer une méthode se basant sur l'acquisition de matrices d'émission et d'excitation de fluorescence (MEEF) couplée avec l'utilisation de la mesure du temps de vie de fluorescence en spectroscopie et microscopie (FLIM). Ces techniques ont un fort potentiel du fait de leur rapidité, du faible volume d’échantillon nécessaire à l’analyse, d’une analyse non-destructrice de l’échantillon et d’un faible coût. Ce projet s’est focalisé sur deux milieux biologiques ayant un fort intérêt dans l’industrie agro-alimentaire : le vin et les spores bactériennes. D’une part, nous avons une boisson représentant un marché mondial de grande envergure, et d’autre part, un contaminant alimentaire responsable de diverses maladies. Le couplage de nos différentes techniques a permis de caractériser des sondes fluorescentes natives aux deux milieux biologiques et d’évaluer leurs caractéristiques en fonction de différents paramètres, tels que la fermentation malolactique ou des changements de pH et d’activité de l’eau. Cet outil s’est concentré sur diverses sondes natives, avec les acides organiques et phénoliques dans notre matrice vin, et l’acide dipicolinique pour la matrice spore bactérienne. Ce projet a permis de bâtir une base de données permettent le suivi in-situ de ces sondes fluorescentes dans leur environnement natif et donne lieu à la mise en place d’une nouvelle méthode de caractérisation des milieux biologiques.

There is a need for the development of rapid and reliable characterization tools for biological media. The objective of this thesis is to develop a method based on the acquisition of excitation-emission matrices of fluorescence (EEMF) coupled with the use of fluorescence lifetime measurement in spectroscopy and microscopy (FLIM). These techniques have great potential due to their speed, low sample volume required for analysis, non-destructive sample analysis, and low cost. This project focused on two biological media of great interest to the food industry: wine and bacterial spores. On one hand, we have a beverage representing a large world market, and on the other hand, a food contaminant responsible for various diseases. The coupling of our different techniques allowed us to characterize fluorescent probes native to these two biological environments and to evaluate their changes according to different parameters, such as malolactic fermentation or changes in pH and water activity. This tool focused on different native probes, with organic and phenolic acids in our wine matrix, and dipicolinic acid for the bacterial spore matrix. This project has allowed the construction of a database allowing the in-situ monitoring of these fluorescent probes in their native environment and gives rise to the implementation of a new method of characterization of biological environments.