Développement de réseaux multiplexés de biocapteurs électrochimiques

• Auteur / Autrice : Frédérique Deiss
• Direction : Neso Sojic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance le 20/11/2009
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Alexander Kuhn
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Livache
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Lacroix, Francesco Paolucci

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biocapteurs

Multiplexage

Microcapteurs

Biopuces

Mots clés libres

Biopuce

Réseau

Détection d'ADN

Immunodosage

Multiplexage

Faisceau de fibres optiques

Nanocapteur

Microlevier

Ultramicroélectrode

Imagerie

Electrochimiluminescence

Fluorescence

Biochip

Array

DNA detection

Immunoassay

Multiplexing

Optical fiber bundle

Nanosensor

Microbead

Ultramicroelectrode

Electropolymerisation

Cantilever

Imaging

Electrochemiluminescence

Fluorescence

Résumé

Ce travail de thèse a porté sur le développement de réseaux de micro- et nanocapteurs opto-électrochimiques pour la bioanalyse. Ils répondent à la demande grandissante dans le domaine de la recherche et du diagnostic pour des outils permettant de réaliser de multiples analyses simultanément avec des échantillons de faibles volumes. Ces nouvelles biopuces de haute densité sont fabriquées à partir de faisceaux cohérents de fibres optiques. Une des deux faces est micro- ou nanostructurée par une attaque chimique, puis fonctionnalisée avec une sonde biologique. La première biopuce est un réseau de nanocapteurs fluorescents à ADN où les sondes ont été immobilisées grâce aux propriétés d’électropolymérisation du pyrrole. La lecture est réalisée à distance au travers du faisceau d’imagerie. En combinant la technique d’immobilisation avec des microleviers électrochimiques, plusieurs sondes différentes ont pu être adressées sur le même réseau nanostructuré. La seconde biopuce permet d’effectuer des immunodosages multiplexés en utilisant l’imagerie électrochimiluminescente résolue à l’échelle d’une microsphère. Le développement de cette technique permet de combiner les avantages de l’électrochimiluminescence avec des immunodosages multiplexés. L’élaboration de ces réseaux allie différentes techniques physico-chimiques, notamment électrochimiques, pour obtenir des biopuces avec un fort potentiel, grâce à une densité et un degré de multiplexage importants.

This work presents the development of optoelectrochemical micro- and nanosensor arrays for bioanalytical applications. These platforms respond to the growing need in research and diagnostic for tools allowing multiple and simultaneous analysis in small-volume samples. These new high density biochips are made from coherent optical fiber bundles: one face is micro- or nanostructured by chemical etching and then functionnalized with biological probes. The first biochip is a fluorescent DNA nanosensor array where probes have been immobilized by electrodeposition of a polypyrrole thin film. The detection of the hybridization is remotely performed through the imaging fiber. Different probes were succesfully addressed onto the same nanostructured array thanks to electrochemical cantilevers. The second biochip allows multiplexed sandwich immunoassays using electrochimiluminescent imaging resolved at the single bead level. In particular, the development of this new readout mechanism allows extending electrochemiluminescent detection for multiplexed immunoassays. Design and implementations of both platforms take advantages of different physical and chemical techniques, especially electrochemical, to obtain biochips with a great potential through high density and high multiplexing level.