Nouvelles sondes électrochimiques pour le marquage de biocapteurs d'affinité

par Amani Ben Jrad

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Carole Calas-Blanchard et de Nicolas Inguimbert.

Soutenue le 13-12-2019

à Perpignan , dans le cadre de École doctorale Énergie environnement (Perpignan) , en partenariat avec Laboratoire de Biodiversité et Biotechnologies Microbiennes (Banyuls sur mer) (laboratoire) , Biocapteurs-Analyse-Environnement (Perpignan) (équipe de recherche) , Laboratoire de Biodiversité et Biotechnologies Microbiennes (laboratoire) et de EA 4218 Biocapteurs Analyse Environnement (laboratoire) .

Le président du jury était Thierry Noguer.

Le jury était composé de Thierry Noguer, Pierre Gros, François Morvan, Monica Campas.

Les rapporteurs étaient Pierre Gros, François Morvan.


  • Résumé

    Aujourd’hui, les résidus de médicaments constituent une nouvelle menace pour les ressources en eau. En 2015, deux hormones estrogéniques : l'estradiol et l'éthinylestradiol ont été mentionnées sur la liste de surveillance établie en appui à la législation environnementale européenne (directive-cadre sur l'eau), visant à préserver la qualité des eaux. Dans ce contexte, un outil analytique de type aptacapteur électrochimique pour la détection de ces substances dans l’eau a été développé. Ce capteur possède comme élément de reconnaissance un aptamère spécifique de l’estradiol, décrit dans la litéraure, et marqué par des complexes métalliques électroactifs comme sondes redox. Ces complexes sont formés par un ligand tétradentate (N2O2) de type Salen/Salan lié à un groupe fonctionnel maléimide. Cette fonctionnalisation maléimide est essentielle pour la fixation des complexes redox sur l'aptamère préalablement modifié avec un groupe thiol. Des complexes de cuivre et d’oxovanadium ont été synthétisés et caractérisés montrant des propriétés électrochimiques intéressantes. Le marquage de l’aptamère par ces complexes nous a permis de constater l’instabilité du ligand salen par rapport à son dérivé réduit, le ligand salan. La conception de l’aptacapteur a été réalisée en immobilisant l’aptamère marqué au complexe oxovanadium salan sur une électrode de carbone sérigraphiée. Les résultats de la détection de l’estradiol ont montré que le capteur fonctionne selon un système de type ON/OFF et que le signal mesuré varie en fonction de la concentration de la cible dans l’échantillon. Le procédé de marquage d’aptamères développé dans cette thèse offre une alternative aux techniques classiques et ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de nouveaux capteurs d'affinité.

  • Titre traduit

    New electrochemical probes for labeling affinity bio-sensors


  • Résumé

    Nowadays, drug residues present a new threat as pllutant of water resources. In 2015, two estrogenic hormones: estradiol and ethinyl estradiol, were mentioned on the watch list established in support of European environmental legislation (Water Framework Directive), which aims to protect the water quality. In this context, we have developed a redox-labeled electrochemical aptasensor for the detection of these pharmaceutical substances in water. These sensors are based on the use of an estradiol-specific aptamer as a recognition element and electroactive metal complexes as redox probes. These complexes are formed by a tetradentate ligand (N2O2) of Salen / Salan type linked to a maleimide functional group. This maleimide moiety was essential for the attachment of redox-complex to the aptamer previously modified with a thiol group. Copper and oxovanadium complexes have been synthesized and characterized showing interesting electrochemical properties. The labeling of the aptamer by these complexes highlighted the instability of the salen ligand compared to its reduced derivative, the salan ligand. The design of the aptasensor was achieved by immobilizing the oxavanadium salan-labeled aptamer on a screen-printed carbon electrode. The results of estradiol detection showed that the sensor behaves as an ON / OFF system and that the output signal is corrolated to the concentration of the target in the sample. This new type of aptamer labeling, developed in this thesis, offers an alternative to con. The labelling method developed in this thesis offers an alternative to classical techniques and opens new perspectives for the development of new affinity sensors.


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