Fonctionnalisation, Capteurs

Nanosciences IdF Activité Scientifique - Projet de Recherche

---

LRS UMR 7609 CNRS-Université Pierre et Marie Curie

Directeur : Claire-Marie PRADIER
Equipe IV : Fonctionnalisation, Capteurs
Responsables de l'équipe : Jean-François LAMBERT - Claire-Marie PRADIER
Personnes impliquées : Claire-Marie PRADIER (DR2, section 14), Jean-François LAMBERT (Pr section 32), Vincent HUMBLOT (CR, section 14), Souhir BOUJDAI (MDC section 32), Lorenzo STIEVANO, Christophe METHIVIER (IR 2), 2 doctorants
Section CNRS : 14

---

• Contexte :
  L'adsorption ou l'adhésion de biomolécules à la surface de solides est une étape clef des phénomènes de reconnaissance moléculaire (capteurs) ou de croissance de films en milieu biologique (biofilms). Des progrès dans ces domaines passent par une meilleure connaissance de la nature des interactions entre biomolécules et la surface ainsi que des effets de la composition chimiques et de la structure du substrat sur la géométrie, la forme et, le cas échéant, le niveau de dénaturation d'une protéine. Notre objectif est de caractériser l'adsorption de biomolécules sur des surfaces nanostructurées pour comprendre et contrôler le comportement de matériaux en milieu biologique.
  
  
• Activité scientifique de l'équipe :
  - Adsorption de molécules biologiques (acides aminés, peptides, protéines) sur surfaces nanostructurées, monocristaux [1,2], poudres [3], ou couches auto-assemblées (SAM's) sur or [4].
  - Fonctionnalisation de surfaces métalliques ou oxydées :
  * Co-adsorption de thiols, silanes ou polymères portant des fonctions différentes, les unes actives, les autres " passivantes " ou structurantes [5]
  * Immobilisation de biomolécules (protéines, sonde nucléiques), contrôle de l'orientation, de la densité, de l'homogénéité [6, 7].
  * Immobilisation d'enzymes sur surfaces fonctionnalisées, amélioration de l'activité enzymatique [8].
  - Caractérisation chimique et structurale des couches biologiques formées
  - Etude de la reconnaissance moléculaire, optimisation de la spécificité
  
  
• Méthodes, défis:
  -Etude d'adsorption et caractérisation de surfaces dans des milieux allant de l'ultra-vide à la phase liquide
  - Pour cela :
  o Utilisation de techniques sous vide, spectroscopies électroniques, IRRAS, diffraction d'électrons.
  o Développement de nouvelles techniques pour caractériser des interfaces solides-liquides :
  * QCM avec mesures multi-fréquences et prise en compte de la viscosité
  * IRRAS avec modulation de polarisation,
  * AFM en milieu liquide ¢
  - Comprendre et contrôler l'adsorption de protéines (anticorps, enzymes) sur des surfaces solides ; élaboration de matériaux biocompatibles.
  
  
• Quelques résultats :
  

  Histidine sur Cu(110) + O	Immobilisation d'un anticorps sur une couche de thiols mixtes

  
  

• Programme :
  - Adsorption d'acides aminés, peptides sur surfaces d'oxydes, monocristaux, films minces nanostructurés, poudres. " Amélioration de la biocompatibilité de matériaux solides
  - Mise au point de capteurs de polluants environnementaux, de toxines ou de bactéries en milieu biologique
  - Fonctionnalisation de surfaces pour le contrôle de l'adsorption de protéines et de l'adhésion bactérienne en milieu biologique
  

• Collaborations et programmes soutenus :
  ENSCP, UMR 7576 (Michèle Salmain)
  LISE, UPR 15 (Hubert Perrot)
  IFREMER (Chantal Compère)
  INRA (Romain Briandet, Michel Gautier)
  CEA Le Ripault (Lionel Hairault, Ph. Belleville)
  Université de Namur, Belgique (L. Dreesen, P. Théry)
  GdR " Biofilms "
  ACI Nouvelles Méthodologie et capteurs en 2003, ACI Energie, Conception durable en 2004