Nouvelles sondes électrochimiques pour le marquage de biocapteurs d’affinité Amani Ben Jrad To cite this version: Amani Ben Jrad. Nouvelles sondes électrochimiques pour le marquage de biocapteurs d’affinité. Autre. Université de Perpignan, 2019. Français. NNT : 2019PERP0038. tel-02612848 HAL Id: tel-02612848 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02612848 Submitted on 19 May 2020 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. [Tapez une citation prise dans le document ou la synthèse d'un passage Délivré par intéressant. Vous pouvez placer la zone de texte n'importe où dans le UNIVERSITE DE PERPIGNAN VIA DOMITIA document. Utilisez l'onglet Outils de zone de texte pour modifier la mise en forme de la zone de texte de la citation.] Préparée au sein de l’école doctorale ED 305 Et de l’unité de recherche LBBM - BAE Spécialité : Chimie Présentée par Mme Amani BEN JRAD NOUVELLES SONDES ELECTROCHIMIQUES POUR LE MARQUAGE DE BIOCAPTEURS D’AFFINITE Soutenue le 13 décembre 2019 devant le jury composé de M. Pierre GROS, Pr, LGC - Université Paul Sabatier Rapporteur M. François MORVAN, DR INSERM, IBMM - Université de Montpellier Rapporteur Mme. Monica CAMPAS, MCF, IRTA Sant Carles de Ràpita Examinateur M. Victor GONCALVES, MCF, ICMUB - Université de Bourgogne Examinateur M. Thierry NOGUER, Pr, LBBM-BAE - UPVD Examinateur Mme. Carole Calas Blanchard, Pr, LBBM-BAE - UPVD Directeur M. Nicolas Inguimbert, Pr, CRIOBE - UPVD Co-Directeur Remerciements Je tiens tout d’abord à exprimer ma gratitude et mes sincères remerciements à Mme Carole Calas Blanchard, Professeur à l’Université de Perpignan, pour m’avoir confié ce travail, pour sa présence et son soutien tout au long de ces trois ans. Je remercie vivement Mr Nicolas Inguimbert, Professeur à l’Université de Perpignan, d’avoir accepté de codiriger ce travail. Merci pour ta disponibilité, tes conseils avisés et ta patience. Mes remerciements s’adressent aussi à Thierry Noguer, Professeur à l’Université de Perpignan, pour ses encouragements, sa bonne humeur et ses précieux conseils. J’espère avoir été à la hauteur de vos attentes. Je remercie également les membres du jury qui ont accepté d’évaluer ce travail. J’adresse mes remerciements particulièrement à M. Pierre Gros, Professeur à l’Université Paul Sabatier, et M. François Morvan, Directeur de recherche INSERM à l’université de Montpellier, pour m’avoir fait l’honneur d’examiner ce travail et d’en être les rapporteurs. J’adresse également un vif remerciement à Mme Monica Campas, chercheur à IRTA, Sant Carles de Ràpita et M. Victor Goncalves, Maître de conférences à l’Université de Bourgogne, qui ont accepté de faire partie du jury de ma thèse. Je ne saurai oublier dans mes remerciements tous les membres du laboratoire BAE qui m’ont accompagnée dans la réalisation de ce travail. Merci pour les sourires, les discussions, les sorties, et la bonne humeur. Je remercie également Dr Hussein Kanso, qui n'a épargné aucun effort pour m'aider et qui m’a suivie de près tout au long de mon travail. Je tiens à remercier profondément toute l’équipe CRIOBE de m’avoir bien accueillie depuis mon stage de M2 et tout au long de ma thèse. A toute personne qui m’a soutenue et qui a participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail, je vous remercie du fond du cœur. DEDICACE A mon très cher Père, Taher BEN JRAD, Autant de phrases aussi expressives soient-elles ne sauraient montrer le degré d’amour que j’éprouve pour toi. Tu n’as cessé de me soutenir et de m’encourager durant toutes les années de mes études, tu as toujours été présent à mes côtés pour me consoler quand il fallait. Tu as su m’inculquer le sens de la responsabilité, de l’optimisme et de la confiance en soi face aux difficultés de la vie. Tes conseils ont toujours guidé mes pas vers la réussite. En ce jour mémorable, pour moi ainsi que pour toi, reçoit ce travail en signe de ma vive reconnaissance et ma profonde estime. A ma très chère mère, Moufida BEN JRAD, Tu m’as comblé avec ta tendresse et ton affection tout au long de mon parcours. Ta patience sans fin, ta compréhension et ton encouragement sont pour moi le soutien indispensable que tu as toujours su m’apporter. Je te dois ce que je suis aujourd’hui et ce que je serai demain et je ferai toujours de mon mieux pour rester ta fierté et ne jamais te décevoir. A ma petite sœur, Ghada BEN JRAD, Pour ta gentillesse et ta présence à tout instant, je t’exprime à travers ce travail mes sentiments d’amour et de reconnaissance. Je te souhaite un avenir plein de joie, de bonheur, de réussite et de sérénité. A mon chéri Yassine Merci d’être là pour moi et d’avoir subir mes folies et mes caprices tout au long de ces trois ans. Je sais que je ne saurai exprimer ma gratitude en ces quelques mots mais je te dédie ce travail pour tous ce que tu fais pour moi pour que tu sois toujours fière de moi. A toute ma famille, petits et grands, à mes amis Veuillez trouver dans ce travail l’expression de mon affection et de ma gratitude. Je vous remercie pour votre soutien et votre amour. A toute personne qui m’a soutenu et qui a participé de près ou de loin à la réalisation de ce projet, je vous remercie du fond du cœur. 2 Liste des figures Figure 1: Structures chimiques des composés estrogéniques : estrogène naturel : 17-β-estradiol (E2) (A) et estrogène synthétique : 17-α-éthinylestradiol (EE2) (B) .................................................................................................................. 22 Figure 2: Principe du test YES .............................................................................. 26 Figure 3: Schéma explicatif d’un immunoessai de type direct. .......................... 27 Figure 4: Schéma explicatif d’un immunoessai de type sandwich .................... 28 Figure 5: Schéma explicatif d’un immunoessai par compétition ....................... 28 Figure 6: Illustration schématique du principe du MPs-CLEIA 56 ....................... 29 Figure 7: Représentation schématique du principe d’un biocapteur 62 ............. 30 Figure 8: Représentation des différents types de bio-récepteurs ...................... 31 Figure 9: Schéma du processus SELEX105 ........................................................... 34 Figure 10: Processus d’impression moléculaire lors de la synthèse de MIP113 36 Figure 11: Exemples de techniques d’immobilisation. 1) adsorption physique, 2) couplage covalent 3) inclusion ou piégeage. .................................................. 36 Figure 12: Schéma montrant un changement de conformation possible de l’aptamère après fixation de la cible ..................................................................... 43 Figure 13: Aptamère doublement marqué par un fluorophore et son « quencher » pour une détection par fluorescence ................................................................. 44 Figure 14: Principe d’un aptacapteur électrochimique sans marquage.A) système ON / OFF B) système OFF / ON .............................................................. 45 Figure 15: Différents principes d’aptacapteurs électrochimiques avec marquage redox, configuration de type signal OFF / ON (A) et signal ON / OFF (B)............................................................................................................................. 46 Figure 16: Structure du bleu de méthylène sous sa forme oxydée et réduite. 49 Figure 17:Représentation schématique du principe d’un biocapteur électrochimique marqué au MB pour la détection d’ADN187 ............................... 50 Figure 18: Représentation schématique d’un biocapteur électrochimique marqué au MB de type compétitif 189 .................................................................... 51 Figure 19: Exemple d’un système ON-OFF : représentation schématique d’un aptacapteur avec un marquage au MB pour la détection du TNF-α (facteur de nécrose tumorale) : une cytokine inflammatoire clé, dans le sang 186............... 51 Figure 20: Couple redox ferrocène / ferricénium ................................................. 52 3 Figure 21: Structure de l’anthraquinone et sa réaction d’oxydoréduction. ....... 53 Figure 22: Structure du ligand tetradentates (N2O2) basique de type salen, formé par un ethylenediamine et deux salicylaldehydes. ................................... 54 Figure 23: Représentation schématique de l’immunocapteur électrochimique basé sur la compétition entre E2 libre et E2 lié au complexe oxovanadium-salen 146.............................................................................................................................. 55 Figure 24: Ligands salen 1a et salan 1b fonctionnalisés .................................... 57 Figure 25: Etude rétrosynthétique pour l’obtention des composés 1a et 1b par une approche convergente ou une synthèse linéaire. ........................................ 58 Figure 26: Produits observés lors de la tentative de synthèse du composé 1b par la voie de synthèse convergente .................................................................... 59 Figure 27: Stratégie de synthèse du ligand salen fonctionnalisé .....................