Développement de supports polythiophène conducteurs pour l'immobilisation d'ADN, la détection électronique de l'hybridation et la libération locale de gènes

Abstract

Les matériaux organiques pour l'électronique moléculaire trouvent de nombreuses applications et se substituent déjà aux semi-conducteurs classiques issus de la chimie minérale. Le travail entrepris a concerné la mise en forme et l'étude de nouvelles matrices polythiophene permettant l'immobilisation de molécules biologiques et la lecture électronique de l'hybridation. dans une premiere partie, une nouvelle fonction d'ancrage électroactive a été validée permettant l'immobilisation de molécules sondes par simple condensation d'amines dans des conditions douces. Cette approche autorise un diagnostic électrochimique de l'environnement moléculaire au voisinage de l'interface faisant de ces matrices des supports actifs dans la transduction du signal. Ainsi, nous montrons comment, par l'examen des modifications des propriétés de conduction du polymère, il est possible d'établir la présence ou l'absence d'un brin d'ADN complémentaire dans le milieu d'étude. Par ailleurs, un suivi par microbalance à cristal de quartz des différentes étapes de modification du support permis de valider ces évenements. Le développement de dispositifs autorisant leur emploi comme outils d' analyses ou comme outils thérapeutiques laisse entrevoir la perspective de diagnostiquer et de réparer des anomalies génetiques responsables du disfonctionnement des protéines. Aussi, dans une deuxième partie, nous présentons des résultats obtenus avec un poly(cyclopentadithiophene) modifié par un groupement électroactif connecté à la chaine principale par une chaîne conjuguée. La spécificité de cette matrice permet l'immobilisation d'ADN ainsi que la libération électrochimiquement contrôlée en milieu physiologique.To diagnose genetic alteration and to redress defective genes responsible for proteins deficiencies, simple sequence-specific tools are needed for immobilization of oligonucleotides, to detect genetic disorder and to release a normal gene at a specific location. Herein, we report on an unprecedented case of a functionalized polytidophene matrix modified with an aryl sulfonyl chloride linker group suitable for the covalent immobilization of 5'-amino-terminated oligonucleotides. The use of a conducting polymer as support allows the label-free detection of the hybridization only from the changes of conductivity under the recognition process. furthermore, the use of an electrosensitive linker group permits the subsequent release of gene upon an electric pulse. In practice, we have immobilized a single strand 42-mer as DNA probe sequence. next, a single strand 675-mer w as used as dna target, in which the 5' extremity is complement ary to the dna probe. the direct label-free detection of the hybridization is investigated by electrochemical impedance spectroscopy and by quartz crystal microbalance. Finally, an electrochemical stimulus leads to the release on demand of the DNA previously immobilized. The amount delivery permits to do a pcr amplification. In recent years, there is a great interest ln development of controlled drug delivery devices for release biological vectors at a specific location. Numerous strategies have been examined based on progress in material chemistry, but electrochemical probe as controlled delivery systems appears to be a promising approach that mimics better the way in which some potent drugs are release in human body.LE MANS-BU Sciences (721812109) / SudocSudocFranceF