Nouvelles biopuces pour le couplage de la Résonance Plasmonique de Surface par imagerie et de la spectrométrie de masse SPR-MS : Caractérisation de la topologie de la surface des biopuces.

par Anastasiia Halushkina

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Régis Daniel et de William Buchmann.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (laboratoire) , Structure-réactivité de biomolécules : complexes organométalliques et macromoléculaires (equipe de recherche) et de université d'Evry-Val-d'Essonne (établissement de préparation de la thèse) depuis le 14-10-2015 .


  • Résumé

    Le couplage SPR-MS offre une analyse multi-dimensionnelle très prometteuse, rendue possible par la conception de biopuces interfacées avec les deux analyseurs SPRi et MS, mais dont l'essor est actuellement freiné par le manque de sensibilité lors de la détection MS. Cette sensibilité est conditionnée entre autres par la fonctionnalisation chimique de la surface de la biopuce, et par la nature des récepteurs et leur topologie de greffage sur la surface fonctionnalisée. L'objectif de cette thèse seront d'une part de développer de nouvelles fonctionnalisations de biopuces destinées au couplage SPR-MS, et d'autre part d'exploiter de nouveaux récepteurs greffés et d'en évaluer l'impact sur la sensibilité de détection. Les limites de sensibilité pouvant trouver une origine dans le caractère 2D de la fonctionnalisation de surface actuellement utilisée, l'un des objectifs de la thèse sera d'exploiter le potentiel de structures dendrimères dont l'architecture démultiplie les sites de fixation des récepteurs. De plus, la spécificité et l'affinité des bio-puces utilisées pour le couplage SPR-MS sont habituellement conférées par le greffage d'anticorps dont la taille importante et l'orientation aléatoire représentent également des facteurs limitants. C'est pourquoi les travaux de thèse consisteront à greffer les bio-puces fonctionnnalisées par (i) des anticorps d'orientation contrôlée, (ii) de nouvelles constructions d'anticorps de taille réduite et monovalent issus de la découverte récente de gammaglobulines de camélidés aux propriétés inédites (iii) des aptamères considérés comme une sérieuse alternative aux anticorps (part. N° 2). L'ensemble de cette démarche expérimentale s'appuiera sur une analyse poussée des nouvelles propriétés de surface par spectroscopie de décharge luminescente et microscopie interférométrique (part. N° 3).

  • Titre traduit

    New biochips for Surface plasmon resonance imaging coupled to mass spectrometry : topology characterization of the biochip surfaces.


  • Résumé

    The coupling of surface plasmon resonance by imaging (SPRi) with mass spectrometry (MS) offers a very promising multidimensional analysis. This is enabled owing to the conception of biochips interfaced with the two analyzers (SPRi and MS), but the development of this coupling is limited due to the lack of MS sensitivity. This sensitivity depends on the chemical functionalization of the biochip surface and on the nature of the receptors, their grafting topology on the functionalized surface. The goals of this thesis will be on one hand, to develop new biochip functionalizations for the SPR-MS coupling, and on the other hand to explore the effect on detection sensitivity of new grafted receptors. Since the sensitivity limits may find their origin in the 2D configuration of the surface functionalization, one of the objectives of this thesis work will be to evaluate the potential of dendrimeric structures that show an architecture that multiply the binding sites of the receptors. In addition, the specificity and the affinity of the biochips used for the SPR-MS coupling are usually obtained by antibody grafting, the large size and the random orientation of which represent also limiting factors. That is why, this thesis works will consist in the grafting of functionalized biochips by (i) antibodies of controlled orientation, (ii) new constructions of antibodies with a limited size and monovalent from the recent discovering of gammaglobulines from camelids with original properties (iii) aptamers considered as a serious alternative to common antibodies. These experimental approaches will be completed by a further analysis of the new surface properties using glow-discharge spectroscopy and interferometric microscopy.