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Recherche - Valorisation

Nanomatériaux fluorescents pour l'imagerie et la détection en biologie : application à la bactérie E.coli

le 16 septembre 2015
14h00

Soutenance de thèse de doctorat de Melle Yang SI (Domaine : Chimie), au laboratoire PPSM de l'ENS Cachan, le mercredi 16 Septembre 2015 à l'auditorium D. Chemla (bâtiment de l'institut d'Alembert).

Nanomatériaux fluorescents pour l'imagerie et la détection en biologie : application à la bactérie E.coli

Directrices de Thèse
: Pr Rachel Méallet-Renault et Dr Bianca Sclavi

Résumé de la thèse:
Les bactéries sont les organismes les plus abondants dans le monde. Des études sur les bactéries peuvent être bénéfiques pour la recherche médicale, la qualité des ressources en eau, et l'industrie alimentaire.

La détection et le marquage en fluorescence est une des méthodes les plus utilisées pour des objectifs bioanalytiques. Dans la recherche de marqueurs luminescents et stables, des nouvelles nanoparticules fluorescentes et auto-stabilisées à base de polymère (FNPs, 60nm) et des chaînes de polymère fluorescent (FPCs, 5nm) ont été développées.

Dans un premier chapitre, une méthodologie pour insérer ces FNPs dans la bactérie E. coli a été développée. Pour contrôler si les FNPs sont en effet internalisé, nous avons développé un protocole basé sur l'extinction de luminescence des FNPs par le bleu de méthylène.

Dans un second chapitre, les biotines conjuguées de FNPs peuvent être utilisée pour étudier les protéines membranaires spécifiques. En utilisant un lien streptavidine-biotine, un "sandwich" est formé pour construire un pont entre des particules, des anticorps spécifiques et des bactéries. Les images de fluorescence SPR et les images SEM ont démontré l'interaction de la biotine conjuguée de FNPS avec la bactérie E. coli.

Dans un troisième chapitre, les chaînes de polymère fluorescent de couleur verte (GFPCs) peuvent facilement entrer dans des bactéries E. coli. Les GFPCs peuvent marquer le cytoplasme mais pas l'ADN. Les chaînes de polymère fluorescent de couleur rouge (RFPCs) peuvent marquer facilement et efficacement la membrane de bactérie E. coli. Les deux FPCs sont extrêmemnt brillantes et non toxiques, les chaînes sont solubles dans l'eau. Ce sont des nouveaux matériaux fluorescents pour le marquage interne et externe des bactéries.

Dans le dernier chapitre, il est démontré que les FANPS sont sensibles au pH et peuvent être utilisées pour mesurer la croissance de bactérie E. coli. Les nano-objets détectent rapidement et précisément la croissance des cellules. En effet leur fluorescence est sensible au  changement de pH résultant du métabolisme cellulaire. De plus, ces particules permettent une surveillance en continu d'un grand nombre d'échantillons pour des applications de criblage à haut débit.

Les nanomatériaux présentés dans ce manuscrit sont des outils prometteurs pour les applications en biocapteurs et bioimagerie en raison de leur luminosité/ brillance et photostabilité élevées ainsi que les possibilités de post-fonctionnalisation.
Type :
Thèses - HDR
Contact :
Yang SI
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Auditorium D. Chemla (bâtiment de l'institut d'Alembert)

Documents à télécharger :

Composition du jury :

  • Niko Hildebrandt (Professeur, Université Paris 11), Rapporteur
  • Marie Erard (Maître de conférences, Université Paris 11), Rapporteur
  • Romain Briandet (Directeur de Recherche, INRA), Examinateur
  • Rachel Méallet-Renault (Professeur, Université Paris 11), Directrice de thèse
  • Biance Sclavi (Chargée de Recherche, CNRS), Co-encadrante
  • Gilles Clavier (Chargé de Recherche, CNRS), Examinateur

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