Development of biosensors based on DNA aptamers for direct mycotoxins detection

par Nawel Mejri

Thèse de doctorat en Génie biologique

Sous la direction de Jean-Louis Marty et de Moktar Hamdi.

Soutenue le 14-04-2016

à Perpignan , dans le cadre de Energie et Environnement .

  • Titre traduit

    Mise au point d’aptacapteurs pour la détection de mycotoxines


  • Résumé

    Le travail réalisé au cours de cette thèse a porté sur le développement de biocapteurs électrochimiques d’affinité, sensibles et sélectifs, pour la détection de l’ochratoxine A (OTA) et l’aflatoxine M1 (AFM1). Les biocapteurs développés reposent sur l’association de différents nanomatériaux pour une meilleure performance analytique. Pour construire notre transducteur, nous avons associé le polypyrrole à des dendrimères poly(amido-amine) PAMAM, ce qui a permis d’avoir de très bon rendements grâce au propriétés électriques du polypyrrole et à l’augmentation de la surface active due à la structure tridimensionnelle des dendrimères. L’utilisation d’aptamères spécifiques pour la détection des différentes mycotoxines a permis leur détection et quantification à des concentrations de l’ordre des nM, ainsi que l’élargissement des gammes dynamiques. Nous avons pu démontrer grâce à l’utilisation de dendrimères de différentes tailles que la sensibilité des biocapteurs ne provient pas uniquement de l’affinité qui existe entre les biorécepteurs et leurs molécules cibles, mais aussi des propriétés physico-chimiques du biocapteur.


  • Résumé

    This aim of this work is to develop ultrasensitive electrochemical biosensors with high affinity toward ochratoxine (OTA) and aflatoxine M1 (AFM1). In order to obtain the best analytical performances, we associated nano-materials in the transducer construction: conducting polypyrrole polymer and poly(amido-amine) dendrimères. Thanks to this association, we benefited from the conducting material’s electrical properties, and the large active detection surface dendrimers. For the bimolecular sensing part, we used specific DNA aptamers which allowed us to quantify mycotoxines at nM concentrations. In addition, the different aptamer based biosensors present a very large dynamic ranges. We also demonstrated through the use of different sizes of dendrimers, that the sensitivity depend not only in the affinity between bioreceptors and their target molecules, but also in the physico-chemical properties of the biosensor.

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