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 université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec LAMBE - 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'Évry Val d'Essonne (référent) depuis le 14-10-2015 .


  • Résumé

    Le couplage de la Résonance Plasmonique de Surface par imagerie et de la spectrométrie de masse (SPRi-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 était d'une part d'optimiser la fonctionnalisation des biopuces destinées au couplage SPRi-MS, et d'autre part d'exploiter de nouveaux récepteurs greffés et d'en évaluer l'impact sur la sensibilité de détection. La spécificité et l'affinité des biopuces utilisées pour le couplage SPRi-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 consistaient à greffer les biopuces fonctionnalisées par (i) de nouvelles constructions d'anticorps de taille réduite et monovalent issus de la découverte récente de gammaglobulines de camélidés aux propriétés inédites, (ii) des aptamères considérés comme une sérieuse alternative aux anticorps. Le développement de la technologie d'imagerie MS, qui permet à la fois la recherche, l'identification et la localisation de biomolécules capturées lors de l'analyse SPRi directement à partir de la surface du biopuce, a également été décrit dans ce travail de thèse.

  • 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 is one hand, to optimize biochip functionalization for the SPRi-MS coupling, and on the other hand to explore the effect on detection sensitivity of new grafted receptors. The specificity and the affinity of the biochips used for the SPRi-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 work consisted in the grafting of functionalized biochips by (i) new constructions of antibodies with a limited size and monovalent from the recent discovering of gammaglobulines from camelids with original properties and by (ii) aptamers considered as a serious alternative to common antibodies. The development of MS imaging technology, which allows both research, identification and localization of biomolecules captured during SPRi analysis directly from the biochip surface, was also described in this thesis work.