Elaboration, caractérisation de nouvelles nanosondes superparamagnétiques pour les immunoessais magnétiques mutliparamétriques

par Caroline de Montferrand

Thèse de doctorat en Chimie mention Chimie Physique

Sous la direction de Laurence Motte.

Soutenue en 2012

à Paris 13 .


  • Résumé

    Ce travail consiste en l’élaboration et l’optimisation de nanobiomarqueurs superparamagnétiques pour une technologie innovante, le MIAplex®, développée par Magnisense pour la détection ultra-sensible de molécules biologiques par immunoanalyse magnétique. Le MIAplex® permet d’évaluer le comportement magnétique à bas champ, en mesurant directement la dérivée seconde de l’aimantation. L’obtention d’une signature originale ouvre la perspective de tests multiparamétriques. En tant que premiers utilisateurs du MIAplex®, nous commençons ce travail par la mise en place des conditions et paramètres de mesure pour une mesure optimale et reproductible. Afin de relier la signature MIAplex® à la mesure conventionnelle de l’aimantation, une étude comparative est réalisée. Nous montrons ainsi que la signature MIAplex® correspond à la dérivée seconde de l’aimantation SQUID mesurée à bas champ [-15 kA. M-1; 15 kA. M-1] et pour un très faible pas de mesure (0. 4 kA. M-1). Les courbes expérimentales des ferrofluides en système dilué sont modélisées avec la fonction de Langevin pondérée par une distribution en taille des nanocristaux. Deux comportements sont observés : dans le cas des nanoparticules de petite taille ou de faible polydispersité, une seule distribution en taille proche de la taille cristalline suffit pour modéliser la courbe d’aimantation bas champ. Pour des nanoparticules de plus grande polydispersité et de taille médiane supérieure à 10 nm, les simulations font intervenir des distributions en taille supplémentaires. Un modèle cœur-coquille permet d’attribuer la population de plus grande taille à l’aimantation du cœur superparamagnétique et la seconde population à l’aimantation plus faible de la coquille. A travers l’étude de l’influence de la composition chimique, de l’état de surface et de la forme, différents nanomarqueurs sont sélectionnés en tant que candidats pour les dosages immunologiques multiparamétriques. La dernière partie présente les premiers tests multiparamétriques réalisés avec la technologie MIAplex®. Nous présentons une technologie prometteuse pour le dosage multiparamétrique immunologique, basée sur une mesure originale du comportement magnétique à bas champ, que nous relions aux propriétés physico-chimiques des nanoparticules superparamagnétiques.

  • Titre traduit

    Innovative nanoprobes for multiparametric magnetic immunoassays: elaboration and characterization


  • Résumé

    This work is the elaboration and the optimization of superparamagnetic nanoparticles as biolabels for an innovative technology, the MIAplex®, developed by Magnisense for the high-sensitive detection of biological molecules implied in magnetic immunoassays. By directly measuring the second derivative of magnetization, the MIAplex® can assess the weak-field magnetic behaviour. The original as-obtained signature opens the prospect of multiparametric testing. As primary users of MIAplex®, we start this work by the establishment of conditions and measurement parameters for optimal and reproducible measurement. To link the MIAplex® signature to the conventional measurement of the magnetization, a comparative study was conducted. We show thereby that the MIAplex® signature corresponds to the second derivative of the SQUID magnetization measured at weak field [-15 kA. M-1; 15 kA. M-1] with a very low increment step (0. 4 kA. M-1). The experimental curves of diluted ferrofluids are modeled with the Langevin function weighted by the size distribution of the nanocristals. Two behaviours are observed: in the case of nanoparticles of small size or low polydispersity, a single size distribution close to the cristal size is sufficient to model the weak-field magnetization curve. For nanoparticles of larger polydispersity and with a median size greater than10 nm simulations involve additional size distributions. A core-shell model allows us to assign the largest size population to the magnetization of the superparamagnetic core and the second population to the lower magnetization of the shell. Through the study of the influence of chemical composition, surface condition and crystal shape, different nanomarkers are selected as candidates for multiparametric immunoassays. The final part presents the first multiparametric tests performed with the MIAplex® technology. We so introduce a promising technology for multiparametric magnetic immunoassays based on a novel measurement of the weak-field magnetic behaviour and we connect this signature to the physico-chemical properties of superparamagnetic nanoparticles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fins de chapitres. Annexes

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  • Bibliothèque : Université Paris 13 (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis). Bibliothèque universitaire. Section Sciences.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TH 2012 008
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