Note publique d'information : Le domaine des biopuces et biocapteurs évolue dans le sens de la miniaturisation.
La problématique qui apparait alors concerne l’adressage et l’immobilisation des biomolécules
sur des structures devenant de plus en plus petites et intégrées dans des environnements
fragiles. Le robot Bioplume a été retenu comme méthode d’adressage, pour la pertinence
de l’échelle concernée (1-50µm) et le fort potentiel pressenti de la technique. Le
dépôt de biomolécules et la technique spot-dans-spot ont été développés, ce qui réduit
de 106 à 109 fois les quantités d’échantillons biologiques. Quatre méthodes d’immobilisation
ont ensuite été mises en œuvre, afin d’appréhender les performances et les contraintes
de chacune : la silanisation par GPTS, l’auto-assemblage d’alcanethiols, l’utilisation
du polymère PLLgPEG et enfin l’électrodépôt par oxydation de pyrrole. L’adaptation
de cette méthode électrochimique au robot Bioplume a permis d’apporter une solution
efficace à la fois en termes d’adressage et en termes d’immobilisation, car la réaction
d’immobilisation est réalisée simultanément au dépôt. Elle a donc été retenue pour
deux applications : d’abord la réalisation de matrices de cellules isolées, avec détection
par SPRi, puis le dépôt sur la section de fibres optiques. Enfin, trois nouvelles
pistes dans le domaine de l’électrochimie localisée ont été explorées : l’électrodésorption
de PLLgPEG, la miniaturisation des gouttes grâce à des pointes nanométriques, et enfin
l’électrodépôt sur des microélectrodes dédiées. L’une des perspectives principales
est la valorisation industrielle du robot Bioplume. Un nouveau prototype est ainsi
développé afin de produire des biopuces à haute densité
Note publique d'information : The trend towards miniaturization of biochips and biosensors raises new issues. Indeed,
the surfaces on which biomolecules must be addressed and grafted are getting smaller
and smaller, and are also increasingly integrated into more and more complex systems.
The Bioplume technology enables surface patterning at the 1-50μm scale. This promising
approach was adapted to biomolecules deposition. The spot-in-spot technology was developed
and proved to reduce biological samples expenses by 106 -109 times. Several grafting
techniques were also carried out (GPTS silanisation, alcanethiols auto-assembly, PLLgPEG
grafting and pyrrole electropolymerization), so that difficulties and performances
were better clarified. Pyrrole electropolymerization was then adapted to the Bioplume
system. This approach proved to be very efficient for depositing and grafting biomolecules
on the surface in a single step. Thus, it was applied to the manufacture of single
cell biochips and the functionalization of optical fibers. In the end, localised
electrochemistry was further explored with three new approaches : PLLgPEG electrodesorption,
droplet miniaturization using nanotips, and deposition onto dedicated microelectrodes.
The major prospect is the industrial promotion of the Bioplume system. A new prototype
will be developed to enable high-density protein chip manufacturing
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