Développement d'un instrument plasmonique bimodal couplant SPRI et SERS pour la détection et l'identification de molécules biologiques

Aurore Olivéro 1
1 Laboratoire Charles Fabry / Biophotonique
LCF - Laboratoire Charles Fabry
Résumé : L’imagerie par Résonance des Plasmons de Surface (SPRI) est une technique d’analyse d’interactions moléculaires présentant de nombreux avantages. Elle peut être appliquée en temps réel et sans marquage, pour étudier un grand nombre d’interactions simultanément sur un même échantillon. La transduction d’un événement d‘interaction entre deux molécules complémentaires en un signal optique, repose sur la perturbation de l’onde plasmonique évanescente créée à la surface d’un film métallique mince.Toutefois, bien que la mesure SPR soit directe et sans marquage, sa spécificité repose entièrement sur celle des molécules sondes déposées à la surface de la puce et donc sur la chimie ayant servi à les immobiliser. Cette limitation devient problématique pour adresser les grands enjeux de santé actuels, liés à la détection de molécules à l’état de traces. En particulier, de nouveaux systèmes d’analyse plus sensibles sont requis pour pouvoir diagnostiquer le cancer au plus tôt, ou encore détecter la présence de contaminants agro-alimentaires en faible concentration.Dans cette perspective d’amélioration de la spécificité de détection, ce travail porte sur la mise au point d’un instrument bimodal couplant la SPRI, capable de quantifier la capture de molécules cibles, à la Spectrométrie Raman Exaltée de Surface (SERS), qui permet d’identifier la nature des molécules capturées en déterminant leur « empreinte » moléculaire. Cette thèse s’inscrit dans un projet ANR regroupant un consortium de partenaires académiques et un industriel.Ce document se concentre sur le développement de l’instrument optique combinant les deux systèmes de détection en un seul prototype. La mesure SPRI est réalisée en configuration Kretschmann, tandis que l’analyse SERS s’effectue par le dessus, en milieu liquide, à travers un hublot. Ces deux mesures simultanées sont rendues possibles grâce à la mise au point d’un substrat métallique nanostructuré. Une caractérisation détaillée du système optique est tout d’abord présentée, puis de premiers résultats de validation de la mesure bimodale sur un cas modèle d’interaction biomoléculaire ADN sont démontrés. Ces expériences prometteuses confirment le fonctionnement de l’instrument bimodal dans la perspective d’applications d’intérêt biologique.
Type de document :
Thèse
Optique [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. <NNT : 2016SACLO017>
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Soumis le : jeudi 16 février 2017 - 11:26:18
Dernière modification le : vendredi 17 février 2017 - 16:13:18
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Aurore Olivéro. Développement d'un instrument plasmonique bimodal couplant SPRI et SERS pour la détection et l'identification de molécules biologiques. Optique [physics.optics]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. <NNT : 2016SACLO017>. <tel-01469228>

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