Utilisation de tensioactifs photosensibles pour le photocontrôle de systèmes biomimétiques, macro- et microfluidiques - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2011

Use of photosensitive surfactants for the photocontrol of biomimetic, macro- and microfluidic systems

Utilisation de tensioactifs photosensibles pour le photocontrôle de systèmes biomimétiques, macro- et microfluidiques

Résumé

This thesis shows new possibilities of photocontrol of biochemical and physico-chemical systems with photosensitive cationic surfactants. Their diazobenzene group undergoes a reversible trans-cis photoisomerization that induces a polarity modi cation, which has been exploited, in particular for one of these molecules called AzoTAB. First, the mixing of DNA, AzoTAB and a in vitro gene expression medium allows one to increase the production level of a protein after UV illumination. In this case, the photodependant polarity leads to a modi cation of the conformation of DNA and RNA and thus changes speeds of transcription and translation reactions. Through the synthesis of two new AzoTAB analogues with a longer hydrophobic tail, we also studied the optimisation of concentration of molecules which is necessary to observe the DNA conformation transition. Then, the deformation and the rupture of giant unilamellar vesicles (GUV) in an AzoTAB bath has been studied, depending on the external illumination and their composition. The formation of GUV with a narrow size distribution has also been obtained, while performing the controlled deposition of a multilayer of phospholipids on a fl at microstructured substrate. Finally, the photodependant polarity of this surfactant has been exploited to locally modify the energy of an interface. On the one hand, through the photomanipulation of a millimetric oil droplet fl oating on an AzoTAB bath. On the other hand, in a microfl uidic device, where the fragmentation by light of a biphasic laminar flow into microdroplets has been realized, with a spatial selectivity.
Cette thèse a pour objectif de montrer de nouvelles possibilités de contrôle lumineux sur des systèmes biochimiques et physico-chimiques à l'aide de tensioactifs cationiques photosensibles. Leur groupement diazobenzène peut subir une photoisomérisation trans-cis réversible qui est à l'origine d'une modi cation de polarité, exploitée en particulier pour l'une de ces molécules appelée AzoTAB. La mise en présence d'ADN, d'AzoTAB et d'un milieu d'expression génétique in vitro a d'abord permis de montrer que le niveau de production d'une protéine pouvait être accru après illumination UV. Le changement de polarité photoinduit provoque ici une modifi cation de la conformation de l'ADN et l'ARN et ce qui change les vitesses des réactions de transcription et translation. A travers la synthèse de deux nouveaux analogues de l'AzoTAB comportant une queue plus hydrophobe, c'est aussi une amélioration de la concentration de molécules nécessaires à la transition de conformation de l'ADN qui a été évaluée. Ensuite, la déformation et la rupture photoinduite de vésicules géantes unilamellaires (GUV) dans un bain d'AzoTAB a été étudiée suivant leur composition. La formation de GUV relativement monodisperses a aussi été effectuée, grâce au dépôt contrôlé d'une multicouche de phospholipides sur du silicium plan microstructuré. La polarité photodépendante de ce tensioactif a enfi n été exploitée pour modi fier localement l'énergie d'une interface. D'une part à travers la photomanipulation d'une goutte d'huile millimétrique fl ottant sur un bain d'AzoTAB. D'autre part dans un dispositif microfl uidique, où la fragmentation par la lumière d'un écoulement biphasique laminaire en microgouttes a été montrée, avec une sélectivité spatiale.

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Dates et versions

tel-00610380 , version 1 (21-07-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00610380 , version 1

Citer

Antoine Diguet. Utilisation de tensioactifs photosensibles pour le photocontrôle de systèmes biomimétiques, macro- et microfluidiques. Autre. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00610380⟩
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