Elaboration de nouveaux revêtements à base de polysaccharides à amphiphilie contrôlée : application aux biocapteurs à protéine

par Julia Breham

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Luc Picton.


  • Résumé

    Les travaux décrits dans ce manuscrit consistent à élaborer de nouveaux revêtements de surface adaptatifs à base de polysaccharides à caractères ionique et amphiphile modulés permettant le contrôle de l’immobilisation de protéines (quantité et nature). Ces surfaces sont destinées à terme, au développement de nouveaux biocapteurs utilisant la détection par spectrométrie de masse à ions secondaires (SIMS), via des anticorps spécifiques (puces à protéines en phase inverse) dans le domaine du diagnostic médical. Pour cela, un polysaccharide (le pullulane) a été modifié chimiquement en vue de lui apporter, entre autre, des caractères anioniques et amphiphile modulables, puis greffé sur des surfaces d’or. Deux modes de greffage ont été envisagés et étudiés par XPS et angle de contact : le mode « brosse » et le mode « tapis ». Le greffage de surfaces en « brosse », privilégié dans notre approche, est basé sur la réactivité par amination réductrice du sucre réducteur de polysaccharides préalablement hydrolysés d’une part et le greffage sur l’or par l’intermédiaire d’un thiol d’autre part. Nos résultats ont montré qu’il était préférable de modifier le polysaccharide en amont en lui incorporant directement une fonction thiolée puis de greffer l’ensemble sur l’or, plutôt que de modifier la surface et de greffer le polysaccharide ensuite. Il s’est avéré que la modification du polysaccharide pour réaliser le greffage de type « brosse » du pullulane anioniques est difficile. La seconde stratégie de greffage, en mode ‘tapis’ plus classique, a donc été utilisée pour des essais d’immobilisation de protéines modèles : le lysozyme et un anticorps de type G. Les interactions protéines/polysaccharides ont été étudiées dans un premier temps en solution, pour illustrer notamment les associations de type ionique et/ou amphiphile en fonction du milieu (pH, force ionique). Enfin, la capacité des revêtements à immobiliser ces protéines a été caractérisée par imagerie infrarouge.


  • Résumé

    The described work in this manuscript consists of the elaboration of new surface coatings based on ionic and amphiphilic modulated characters, which allow the control of the protein immobilization (quantity and nature). These surfaces are dedicated to the development of new reverse phase microarrays with a Secondary Ion Mass Spectrometry detection system (SIMS), through specific antibodies, in the field of medicinal diagnostic. For this purpose, a polysaccharide (pullulan) was chemically modified in order to bring it an ionic and an amphiphilic character and then, grafted on gold surfaces. Two grafting modes were studied: the “brush-type” grafting and the “carpet-type” grafting. The first one, which is preferred in our approach, is based on the reactivity of the reducing end of the previously hydrolyzed polysaccharide, and then on the grafting on gold surfaces through the use of a thiol. Our results showed that the thiolation of the polysaccharide prior to grafting it on gold leads to a better grafting than the modification of the surface prior to the grafting of the polysaccharide. We have demonstrated that the chemical modification of pullulan to achieve the “brush” coating is difficult. The “carpettype” grafting was therefore used for the immobilization of model proteins (lysozyme and a type G antibody). The protein/polysaccharide interactions were first studied in solution, in order to describe the anionic and/or amphiphilic combinations in function of the middle (pH and ionic force). Finally, the coating ability to immobilize the proteins was characterized by infrared scanner.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (228 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 169 références

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 15/ROUE/S036
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