Elaboration de couches ultra-minces électroactives pour la transduction directe de l'hybridation d'oligonucléotides

par Grégory March

Thèse de doctorat en Surfaces, interfaces, réactivité, adhésion

Sous la direction de Minh Chau Pham.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Electroactive ultra-thin layers for direct transduction of DNA hybridization


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Ce travail de thèse a consisté à élaborer des biocapteurs à ADN permettant de réaliser une détection électrochimique directe de l'hybridation ne nécessitant ni marquage de l' ADN ni ajout de réactifs. Ces dispositifs, basés sur une approche originale, utilisent une sonde rédox immobilisée sensible à son environnement physico-chimique : la Juglone (5-hydroxy-l,4-naphthoquinone) ou JUG comme transducteur électrochimique. Dans une première approche, nous avons réalisé des monocouches auto-assemblées à base d'un dérivé thiolé de la Juglone (3-butanedithiol-5-hydroxy-l,4-naphtoquinone) ou , JUGthio. Ce système s'est révélé extrêmement sélectif (discrimination demésappariement unique) et sensible (= 300 pM). De plus, les systèmes obtenus présentent une détection de type signal-on, c'est à dire une augmentation du signal lors de l'hybridation. Pour comprendre le mécanisme de transduction, nous avons ensuite analysé la cinétique de transfert électronique en utilisant le formalisme du transfert de charges couplé au transfert de protons. En utilisant l'approximation de Butler-Volmer, nous avons montré que la cinétique rédox est déterminée par une étape qui n'engage pas de transfert électronique pour des pH supérieurs à 7. La possibilité qu'a la JUGthio réduite de créer des liaisons hydrogènes à des pH supérieurs à 7 et le fait que ces liaisons doivent être rompues lors de la réoxydation semblent constituer l'étape limitante de la réaction rédox. Ainsi, la transduction directe pourrait être obtenue grâce au changement de conformation de l'ADN lors du passage de simple brin au duplex. En effet, le grand degré de liberté du simple brin permet d'envisager de fortes interactions hydrogène avec la JUGthio. En présence du brin complémentaire, ces interactions disparaissent au profit de la formation du duplex d'ADN, modifiant de facto la cinétique de transfert de charges du transducteur (JUGthio). La seconde partie de mon travail a été de développer des couches ultra-minces, obtenues par électroréduction d'un sel de diazonium, toujours à base de dérivés de Juglone et d'acide 4-amino-benzoïque, afin de construire une nouvelle interface biosensible pour la détection de l'hybridation d'ADN. Ce système s'est révélé efficace pour la détection de l'hybridation d'oligonucléotides puisque les premiers essais montrent qu'il permet de discriminer une cible complémentaire d'une cible aléatoire et qu'il présente une détection de type signal-on. Enfin, des essais préliminaires de transfert de ces systèmes vers la réalisation d'immuno-capteurs (ovalbumine/anti-ovalbumine) ont été réalisés.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (164 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 167 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2008) 237
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