Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

SIMPLE, BIOCOMPATIBLE AND ROBUST MODIFICATION OF CELLULOSE MEMBRANES FOR THE ECO²-FRIENDLY PREPARATION OF IMMUNOASSAY DEVICES

Julie Credou 1
1 LICSEN - Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences
NIMBE UMR 3685 - Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M)
Résumé : Depuis le papyrus, la cellulose a tenu un rôle important dans notre culture, en particulier comme papier. Aujourd’hui, ce produit ancien trouve de nouvelles applications dans le secteur des papiers bioactifs. Des dispositifs de détection faits de papier tels que les bandelettes sont peu coûteux, rapides, faciles à utiliser, et donc très prometteurs pour le diagnostic de terrain dans les zones reculées. Récemment, les biocapteurs papier ont évolué vers des dispositifs microfluidiques 3D et des plateformes multiplexées. Or, le développement de ces biocapteurs papier multiplexés fait souvent appel à des méthodes incompatibles avec le matériau classique des bandelettes : la nitrocellulose. Celle-ci tend donc à être remplacée par la cellulose. Ce changement de matériau implique la mise en oeuvre d’une immobilisation covalente des biomolécules qui préserve leur activité biologique. Par ailleurs, les enjeux mondiaux actuels incitent à se tourner vers des matériaux et procédés à la fois respectueux de l’environnement et rentables économiquement. La cellulose est un polymère naturel abondant et donc un matériau idéal pour le développement de dispositifs de diagnostic. Toutefois, le matériau support n’est pas le seul aspect à considérer. L’ensemble de la conception du dispositif, l’immobilisation des agents de capture, le traitement des membranes, tout doit répondre aux défis écologiques et économiques. La modification localisée des surfaces de cellulose semble alors cruciale puisqu’elle permet d’économiser des composés coûteux et de moduler localement les propriétés de surface. Dans ce contexte, trois procédés de modification facile et durable de feuilles de cellulose ont été développés. Tous sont respectueux de l’environnement, simples, polyvalents et économes aussi bien en temps qu’en argent. Le premier est une procédure de fonctionnalisation de membranes de cellulose pour l’immobilisation covalente d’anticorps. Tandis que la modification chimique de la cellulose se fait habituellement dans des conditions rudes et dans des solvants organiques, la méthode développée ici a été réalisée dans l’eau, à température ambiante, en une seule étape. Des feuilles de papier ont ainsi été modifiées, portant alors différentes fonctions chimiques permettant de greffer des biomolécules par des techniques de bioconjugaison classiques. Elles ont ensuite été testées comme bandelettes. Le second est une procédure de photoimmobilisation sans produit chimique qui permet d’immobiliser des anticorps sur la cellulose sans aucun intermédiaire de couplage ni aucun prétraitement des biomolécules ou du substrat. Cette technique a été combinée à l’impression jet d’encre pour localiser les anticorps selon tout motif désiré. Des anticorps natifs ont ainsi été imprimés et immobilisés sur des feuilles de papier qui ont ensuite servi de bandelettes. Leurs performances ont été évaluées en termes de limite de détection et se sont montrées comparables à celles de la nitrocellulose. Le troisième est une méthode de greffage de polymères sur membranes de cellulose. Contrairement aux précédents, ce procédé vise à augmenter la fonctionnalité des portions non-détectrices des dispositifs papier. Mais il peut aussi être utilisé comme une autre méthode de fonctionnalisation pour l’immobilisation covalente d’anticorps. Alors que le greffage de polymères sur cellulose se fait d’ordinaire par des procédures complexes et coûteuses, l’approche employée ici a été réalisée dans l’eau, à température ambiante, en une seule et courte étape. Des feuilles de cellulose ont ainsi été greffées de divers polyacryliques, d’abord globalement par trempage puis localement par impression. Toutes ces stratégies peuvent aider à immobiliser de manière localisée des protéines sensibles sur des feuilles de cellulose. Plus généralement, ce sont de puissants outils pour facilement moduler les propriétés des surfaces de celluloses selon des motifs complexes, dans des conditions douces et biocompatibles.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01071399
Contributor : Julie Credou <>
Submitted on : Tuesday, October 14, 2014 - 11:07:42 AM
Last modification on : Thursday, March 5, 2020 - 6:15:32 PM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, January 15, 2015 - 10:20:13 AM

Identifiers

  • HAL Id : tel-01071399, version 1

Citation

Julie Credou. SIMPLE, BIOCOMPATIBLE AND ROBUST MODIFICATION OF CELLULOSE MEMBRANES FOR THE ECO²-FRIENDLY PREPARATION OF IMMUNOASSAY DEVICES. Chemical Sciences. École Polytechnique, 2014. English. ⟨tel-01071399⟩

Share

Metrics

Record views

534

Files downloads

3688