Développement d’un banc plasmonique en goutte et conception de nouvelles interfaces appliquées à la biodétection

par Nazek Maalouli

Thèse de doctorat en Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère

Sous la direction de Bernard Pinchemel et de Sabine Szunerits.


  • Résumé

    Les capteurs basés sur la résonance plasmonique de surface (SPR) sont devenus des outils très importants pour une détection sensible, sans marquage et en temps réel des interactions biochimiques et biologiques. Dans cette thèse, différents aspects de la plasmonique ont été étudiés tels que la configuration du système de détection et la façon dont les molécules sont attachées aux interfaces SPR. Dans la première partie de ce travail, l’intérêt d’un banc SPR en configuration "goutte" est présenté. Ce banc a permis d’étudier expérimentalement, pour la première fois, l’excitation des plasmons de surface par une "lame à réseaux", un dispositif intégré sans prisme. Dans la deuxième partie, différentes stratégies de fonctionnalisation de surface ont été développées sur différents types d’interfaces SPR hybrides. Une lame d’argent couverte par un film fin de silicium amorphe carboné (Ag/a-Si0.63C0.37) a été modifiée avec de l’acide nitrilotriacétique (NTA) terminé amine pour chélater les ions Cu2+. L’interaction avec les peptides his-tagués peut être suivie, d’une façon simple, par le banc SPR en "goutte". L’intérêt de l’interaction glycane-lectine a motivé le développement des interfaces SPR modifiées avec des glycanes. En utilisant l’approche de la chimie "click", les sucres mannose/lactose terminés alcyne ont été attachés d’une façon covalente sur une lame d’or/oxyde de silicium (Au/SiOx) fonctionnalisée azide. La détection de deux différents lectines (Lens culinaris et Peanut Agglutinin) par ces puces à glycanes a été validée. En parallèle, le greffage des sucres mannose/lactose "non modifiés" à l’interface Au/SiOx modifiée par l’acide tetrafluoro-azidobenzoïque (ATFBA) via le photocouplage a été analysé. Cette stratégie a montré une efficacité dans la reconnaissance spécifique des lectines comparable à celle obtenue dans le cas de la chimie "click".

  • Titre traduit

    Development of a plasmonic droplet-based optical setup and conception of new interfaces for biodetection


  • Résumé

    Surface plasmon resonance (SPR) based biosensors have become very important tools for a sensitive, label-free and real-time detection of biochemical and biological interactions. Different aspects for plasmonic-based sensor have been investigated in this thesis such as the detection system configuration and the way molecules are linked to the SPR interfaces. In the first part of this thesis, the interest of a droplet-based SPR set-up was shown. This approach has allowed studying experimentally, for the first time, the excitation of surface plasmons by a diffraction grating chip, without integrated prisms. In the second part, different surface functionalization strategies have been developed on different thin film of a hybrid SPR interfaces. It was shown that silver-based SPR interfaces post-coated with amorphous silicon-carbon alloy (Ag/a-Si0.63C0.37) could be modified with amine-terminated nitrilotriacetic acid (NTA), a strong chelating agent for Cu2+ ions. The interaction with his-tagged peptides could be followed, in an easy manner, by the droplet-based SPR set-up. Motivated by the interest of the glycane-lectin interaction, glycan-modified SPR chips were developed. Alkynyl-terminated mannose/lactose were covalently linked to azide functionalized gold/silicon oxide (Au/SiOx) interfaces using a "click" chemistry approach, the sensing of two different lectins (Lens culinaris and Peanut Agglutinin) was validated. In parallel, "unmodified" glycans were covalently linked to azide-tetrafluorobenzoic acid by a photocoupling strategy. This strategy showed high efficiency in the specific recognition of lectins comparable to the one obtained in the case of "clicked" sugar.


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