| Réf : RE87 v1

Les récepteurs olfactifs comme éléments sensibles de biocapteurs
Nez électroniques de dernière génération : les nanobiosenseurs

Auteur(s) : Jasmina VIDIC, Edith PAJOT-AUGY

Date de publication : 10 nov. 2007

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RÉSUMÉ

Les nanobiosenseurs, véritables nez électroniques de dernière génération, permettent une mesure précise grâce à des récepteurs olfactifs performants. Cette évolution pourrait mener vers une intégration de ces outils dans des domaines très divers, notamment dans les instruments du milieu médical. Cet article propose une analyse des nanobiosenseurs, au travers de nombreuses parties. Sont ainsi traités les récepteurs olfactifs comme éléments sensibles de biocapteurs, l’expression de ces récepteurs, l’immobilisation des éléments sensibles des biocapteurs, l’évaluation de l’activité des récepteurs en nanosomes immobilisés, les biocapteurs impédancemétriques ou encore leurs différentes applications.

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ABSTRACT

Nanobiosensors, a truly new generation of electronic noses, allow for precise measurements due to their powerful olfactive sensors. This evolution could lead to the integration of these tools in extremely diverse domains, and notably in medical equipment. This article presents an extensive analysis of biosensors. It thus deals with olfactory sensors as the sensitive elements of biosensors, the expression of these receptors, receptors immobilization on biosensors, the assessment of olfactory receptors activity in immobilized nanosomes, impedimetric biosensors and their various applications.

INTRODUCTION

Cette nouvelle génération de biosenseurs, dont les éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs, peut déboucher sur des nez bioélectroniques performants, bon marché, permettant une mesure quantitative et directe, sans marqueur. Ils pourront en particulier être intégrés dans des instruments pour le diagnostic médical non invasif, ou pour la recherche rapide de composés nocifs ou contaminants, en particulier dans le cadre du contrôle qualité et du suivi de la composition.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re87


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2. Les récepteurs olfactifs comme éléments sensibles de biocapteurs

L'étude des récepteurs olfactifs a donné une impulsion pour une nouvelle génération de biosenseurs, à base de protéines olfactives, spécifiques et plus sensibles que les traditionnels capteurs physico-chimiques. Le développement d'un biocapteur olfactif est envisageable grâce à l'essor récent et spectaculaire des nouveaux procédés de micro- et nanotechnologies. Par ailleurs, les caractéristiques propres des récepteurs olfactifs permettent potentiellement d'envisager l'obtention de capteurs ayant une très grande spécificité vis-à-vis des odorants et une sensibilité extrême, puisque les seuils de détection physiologique des récepteurs sont très bas, jusqu'à 10-14 M. La reproductibilité de ces biocapteurs serait assurée par la détection directe de la capture du ligand par son récepteur, c'est-à-dire un phénomène de détection biologique de grande spécificité. Enfin, la gamme de perception odorante est potentiellement immense, puisque les récepteurs olfactifs discriminent parmi des dizaines ou centaines de milliers d'odorants différents. Toutefois, la préparation des récepteurs, leur transfert et leur immobilisation sur des surfaces à l'échelle micro- ou nanométrique constituent des défis pour aboutir à un tel biocapteur. La possibilité d'immobiliser les récepteurs olfactifs sur un support solide préalablement biofonctionnalisé a été récemment explorée pour assembler les éléments sensibles d'un nez bioélectronique (figure 1).

L'élaboration et la validation des systèmes présentés ici ont été effectuées pour deux récepteurs olfactifs de ligands connus, I7 de rat sensible aux aldéhydes aliphatiques et OR1740 humain sensible principalement à l'hélional. Le test de criblage de récepteurs olfactifs mis au point dans cette étude pourrait également être appliqué à d'autres récepteurs membranaires couplés aux protéines G, étant donné leur extraordinaire potentiel pharmacologique et médical.

Capteur : un capteur est un dispositif en général constitué d'une partie chimiosélective ou biosélective, permettant la reconnaissance...

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