Elaboration de dispositifs flexibles pour des applications diagnostiques

Development of flexible biosensors for diagnostic applications

• Auteur / Autrice : Isaac Aarón Morales Frias
• Direction : Abdelhamid Errachid El Salhi, Nadia Zine Loukili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 22/09/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Analytiques
• Jury : Président / Présidente : Didier Léonard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelhamid Errachid El Salhi, Nadia Zine Loukili, Hafsa Korri-Youssoufi, Joan Bausells, Olfa Kanoun
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hafsa Korri-Youssoufi, Joan Bausells

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimie click

Transduction

Biocapteurs

Électronique -- Matériaux

Mots clés libres

Impédance

Graphène

Chemisorption

Pyrène

Aptamers

Microfluidique

Chimie click

Impedance

Graphene

Chemisorption

Pyrene

Aptamers

Microfluidics

Click chemistry

Pi interactions

Résumé

La moitié de la population humaine n'a pas accès aux services de santé essentiels et les méthodes de diagnostic clinique actuelles exigent une grande habileté. Les biocapteurs électrochimiques répondent à cette problématique car ce sont des dispositifs de diagnostic compétitifs dès la conception, prêts à discerner les signaux biochimiques et physicochimiques. Malgré l'énorme quantité de méthodes de transduction produites pour évaluer et surveiller les anomalies cliniques, leur mise en œuvre rentable dépend de leur intégration avec des systèmes flexibles miniaturisés dans lesquels, le substrat polymère, la modification de la surface du transducteur, la bioélectronique et le contrôle des fluides à l'intérieur des chambres microfluidiques sont quelques-uns des de nombreuses variables qui nécessitent un examen approfondi pour être déterminées afin de contrôler l'immobilisation des sondes bioactives, la détection des cibles et le rinçage. Dans cette thèse, nous explorons le développement de méthodologies de modification chimique pour améliorer les propriétés électroniques des matériaux dérivés du carbone et l'électrodéposition de molécules de chimie de clic sur des surfaces pulvérisées d'or. De plus, nous montrerons comment les biocapteurs intégrés apportent des avantages aux services médicaux en facilitant l'expérience du patient en matière de prélèvement d'échantillons tout en travaillant parallèlement aux méthodes de diagnostic clinique actuelles sans exiger de laboratoires spécialisés. Suivre l'évolution clinique d'un patient qui peut désormais être suivi en temps réel même pour un suivi à long terme.

Half of the human population lacks access to essential health services and current clinical diagnostic methods demand elevated adroitness. Electrochemical biosensors deal with this predicament for they are competitive diagnostic devices from conception, ready to discern biochemical and physicochemical signals. Notwithstanding the enormous amount of transduction methods produced to evaluate and monitor clinical anomalies, their profitable implementation depends on their integration with miniaturized flexible systems in which, polymeric substrate, transducer surface modification, bioelectronics, and fluid control at the interior of microfluidic chambers are some of many variables that require close examination to be determined to control the immobilization of bioactive probes, target detection and flushing away. In this thesis we explore the development of chemical modification methodologies to enhance the electronic properties of carbon-derived materials and electrodeposition of click chemistry molecules over gold sputtered surfaces. In addition, we will show how integrated biosensors bring forth advantages to medical services by easing the patient’s experience in regard of sample collecting while working parallel to current clinical diagnostic methods without demanding specialized laboratories. monitoring the clinical evolution of a patient who can now be followed in real-time even for long-term follow-up.