Capteurs chimiques holographiques à base de polymères à empreintes moléculaires comme éléments de reconnaissance

par Yannick Fuchs

Thèse de doctorat en Biotechnologie

Sous la direction de Karsten Haupt et de Olivier Soppera.

Soutenue en 2012

à Compiègne .


  • Résumé

    Les polymères à empreintes moléculaires (MIPs) sont des matériaux fabriqués sur mesure, et capables de reconnaître spécifiquement une molécule dite « cible ». Les MIPs sont synthétisés à partir de ces molécules cible utilisées comme « gabarit » autour desquelles des monomères fonctionnels viennent se complexer. La polymérisation de ces monomères fonctionnels en présence d’autres monomères réticulants permet de figer les molécules gabarit dans la matrice de polymère, et d’obtenir ensuite des cavités spécifiques à la molécule gabarit en termes de taille, de forme et d���organisation tridimensionnelle des groupements fonctionnels. Le travail rapporté dans cette thèse est basé sur le développement de capteurs chimiques holographiques, lesquels contiennent des MIPs comme éléments de reconnaissance, et un élément holographique comme transducteur de signal optique. Des tests de reconnaissance moléculaire effectués avec les capteurs holographiques ont permis de démontrer que la reconnaissance spécifique de la testostérone par le polymère biomimétique engendre des modifications structurelles au sein de la matrice de polymère, résultant en une modification du signal optique holographique. Ainsi, des concentrations de stéroïdes aussi basses que 1 µM ont pu être mesurées. La combinaison de matériaux biomimétiques tels que les MIPs avec des transducteurs holographiques semble être une avancée prometteuse vers l’élaboration de capteurs chimiques optiques, et offre de nombreux espoirs pours divers et variés domaines d’application tels que l’environnement, les secteurs biomédical, agroalimentaire, voire même domestique.

  • Titre traduit

    Holographic chemical sensors based on moleculary imprinted polymers as recognition elements


  • Résumé

    Molecularly imprinted polymers (MIPs) are tailor-made synthetic receptors capable of specifically recognizing a target molecule. They are synthesized by polymerization of a complex between functional monomers and a template molecule in the presence of cross-linkers. After polymerization and removal of the template molecule, the cross-linked polymer network contains cavities that are complementary to the template in terms of size, shape, and position of functional groups, allowing the polymer to bind target analytes with high affinity and specificity. The work reported in this thesis is focused on the development of MIP-based holographic sensors, a novel group of optical sensors in which MIPs is used as recognition element, and the holographic element is built into it and used as an optical transducer. Label-free binding assays performed with holographic sensors showed the optical signal being specifically modified upon incubation in testosterone solutions. This is due to structural modifications that occur in the MIP matrix upon analyte binding, which consequently give rise to structural changes. Testosterone concentrations as low as 1 µM could thus be detected. The combination of holographic transducers with MIPs as synthetic recognition elements has the potential to give rise to inexpensive general sensing devices that can be adapted to, and used in, a broad range of sensing tasks, without the need of labeling the analyte. These range from the highly sensitive spectrometric sensor to the instrument-less test strip, and should be of interest for industry, biomedical, environmental and food, end even for household use.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (280 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 325 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 FUC 2037
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