Application de nanotubes de carbone et d'oligomères électroactifs pour des capteurs électrochimiques à ADN : une nouvelle stratégie pour une détection directe et sélective de l'hybridation

par Qidong Zhang

Thèse de doctorat en Surfaces, interfaces, matériaux fonctionnels

Sous la direction de Minh Chau Pham et de Benoît Piro.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .


  • Résumé

    Ce travail concerne l'étude de nouveaux capteurs électrochimiques à ADN permettant de réaliser une détection électrochimique directe de l'hybridation (sans marquage de l'ADN ni ajout de réactifs). Les transducteurs à base de dérivés de quinone et les sondes ODN sont greffés ensemble sur la surface d'électrode. Le changement de conformation de l'ADN lors de l'hybridation provoque une variation des interactions entre les quinones et les ODN et module ainsi le signal électrochimique. L'objectif de ce travail est de renforcer ces interactions en élaborant de nouvelles interfaces de capteurs. Deux modèles originaux ont été étudiés utilisant les nanotubes de carbone à simple paroi (SWNT) et un oligomère électroactif (OANQ). L'étude électrochimique des interactions entre les quinones et l'ADN démontre que l'électroactivité de ces quinones peut être modifiée par les liaisons hydrogène formées avec les bases de l'ADN, ce qui est le principe de nos systèmes de détection. Dans le premier modèle, les transducteurs et les sondes ODN sont greffés sur des SWNT. Due à la dimension nanométrique des SWNT, ils sont proches, ce qui contribue à renforcer les interactions entre elles. Dans le second modèle, les oligomères OANQ, portant plusieurs groupes quinone, ont été greffés avec les sondes ODN sur la surface de l'électrode. Avec des dimensions similaires à celle de la sonde ODN, l'oligomère rend les interactions transducteur-ODN plus fortes. Une réponse 'signal-on' sélective a été obtenue pour ces deux modèles. L'efficacité de la transduction de l'hybridation a été améliorée par rapport aux résultats précédents.

  • Titre traduit

    Application of carbon nanotubes and redox-active oligomers to electrochemical DNA sensors : new strategy to make direct and selective hybridization detection


  • Résumé

    This work consists in developing new direct electrochemical DNA sensors that allow reagentless and label-free electrochemical detection of hybridization. Both redox transducers based on quinone derivatives and DNA probes are grafted on the electrode surface. Conformational changes of DNA upon hybridization change the interactions between the redox molecules and DNA thus modulate the redox signal. Focus of this work is to enhance these interactions in elaborating new sensor interfaces. Two original models have been investigated, using single-walled carbon nanotubes (SWNT) and electroactive oligomers (OANQ). Interactions between quinone derivatives and nucleobases in ODN strands have been studied using electrochemical methods. The results confirm that the electroactivity of quinones can 'be modifïed by hydrogen bonds formed with ODN, which is the basic principle of our detection Systems. In the first architecture, redox transducers and ODN probes are both grafted on SWNT. Due to the nanometric dimension of SWNT, redox molecules and ODN probes are close together, allowing interactions enhancement In the second architecture, OANQ carrying several quinone groups has been grafted along with ODN probes on the electrode surface. With a dimension similar to that of DNA probe, OANQ strengthens interactions with ODN. For both models, selective detections have been achieved with 'signal-on' response. The efficiency of hybridization transduction has been improved compared to former results.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (143 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 144 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 (2011) 171
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