Optimisation d'aptacapteurs impédancemétriques pour la détection de l'arginine vasopressine : l'enjeu des techniques d'immobilisation

Optimization of impedimetric aptasensors for arginine vasopressindetection : the challenge of immobilization techniques

• Auteur / Autrice : Essohanam Beke
• Direction : Michael Holzinger, Corinne Ravelet, Chantal Gondran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique moléculaire et structurale
• Date : Soutenance le 18/12/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de chimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Dessemond
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Carole Baffert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Noguer, Murielle Rochelet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie d'impédance

Polymères

Arginine

Aptamères

Électrochimie

Mots clés libres

Electrochimie

Aptamères

Arginine vasopressine

Polymères orgnaniques

Spectroscopie d'impédance électrochimique

Electrochemistry

Aptamers

Arginine Vasopressin

Organic polymers

Electrochemical impedance spectroscopy

Résumé

Outils très prometteurs dans le domaine de la détection et de la quantification de petites molécules, les biocapteurs électrochimiques font aujourd’hui l’objet d’un grand centre d’intérêt. En plus d’être très sensibles et spécifiques, ils présentent l’avantage d’être rapides, simples d’utilisations, relativement peu coûteux à développer et miniaturisables, ce qui les rend très attrayants pour des applications dans des domaines tels que la médecine, l’agroalimentaire, l’environnement et la sécurité alimentaire. Dans ce contexte, les aptamères qui sont des oligonucléotides en série ARN ou ADN ayant une grande affinité et une grande spécificité pour des molécules cibles sont devenus très utilisés comme outils de reconnaissance moléculaire dans le développement de ces biocapteurs qui prennent alors le nom d’aptacapteurs. De nombreuses techniques d’immobilisation de ces aptamères à la surface des électrodes continuent d’émerger afin de mettre au point des aptacapteurs de plus en plus performants.Ces travaux de thèse consistent à trouver la technique d’immobilisation ainsi que les conditions opérationnelles optimales de la mise au point d’un apatcapteur électrochimique sensible et spécifique dans la gamme du picomolaire pour la détection de l’arginine vasopressine qui est une petite molécule d’intérêt médical. Deux principaux types d’immobilisation ont pu être testés : un premier type, innovant, basé sur l’utilisation de polymères organiques conducteurs électrogénérés et un deuxième plus conventionnel basé sur la réaction thiol-or.

Electrochemical biosensors are highly promising tools for the detection and quantification of small molecules, and are currently the focus of a great deal of interest. As well as being highly sensitive and specific, they have the advantage of being fast, easy to use, relatively inexpensive to develop and miniaturizable, making them highly attractive for applications in fields such as medicine, agri-food, the environment and food safety. In this context, aptamers, which are serial RNA or DNA oligonucleotides with high affinity and specificity for target molecules, have become widely used as molecular recognition tools in the development of these biosensors, which are then called aptacaptors. Numerous techniques for immobilizing these aptamers on electrode surfaces continue to emerge, with the aim of developing ever more effective aptamers.The aim of this thesis was to find the immobilization technique and optimum operating conditions for the development of a sensitive and specific electrochemical sensor in the picomolar range for the detection of arginine vasopressin, a small molecule of medical interest. Two main types of immobilization were tested: a first, innovative type based on the use of electrogenerated conductive organic polymers, and a second, more conventional type based on the thiol-gold reaction.