Article de référence | Réf : R6718 v1

Autocalibration spatio-temporelle d'une biopuce dynamique
Biopuces dynamiques et imagerie en mode de plasmon de surface

Auteur(s) : Pierre LECARUYER, Michael CANVA

Date de publication : 10 déc. 2008

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RÉSUMÉ

Les nouvelles générations de systèmes de biopuces, les biopuces dynamiques, permettent d’accéder à la cinétique des interactions biomoléculaires et devraient révolutionner leurs caractérisations. Ces systèmes ont des applications tant en recherche qu’en outil de routine pour l’identification de signatures moléculaires. La méthode de choix repose actuellement sur des techniques d’imagerie en mode de résonance de plasmon de surface. La simplicité de l’utilisation des biopuces, ainsi que sa fiabilité, en font un outil majeur pour l’analyse généralisée, en temps réel et à faible coût, de molécules en faible quantité.

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ABSTRACT

Dynamic biochips and surface plasmon imagery

The new generations of biochip systems, the dynamic biochips, allow access to the kinetics of biomolecular interactions and will in the future revolutionize their characterizations. These systems have applications in research and are additionally a routine tool for the identification of molecular signatures. At the moment, the method of choice is based upon surface plasmon resonance imagery techniques. As the use of biochips is easy and reliable, they have become an important tool for the generalized analysis of molecules of small quantities; both in real-time and at low-cost.

Auteur(s)

  • Pierre LECARUYER : Doctorant au laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique

  • Michael CANVA : Directeur de recherche - Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'optique - Institut d'optique Graduate School, Université Paris Sud, CNRS

INTRODUCTION

Nouvelles générations de systèmes de biopuces, les biopuces dynamiques permettent d'accéder à la cinétique des interactions biomoléculaires (figure 1) et devraient révolutionner leurs caractérisations. Ces systèmes peuvent avoir des applications tant en recherche qu'en outil de routine pour l'identification de signatures moléculaires. La méthode de choix repose actuellement sur des techniques d'imagerie en mode de résonance de plasmon de surface.

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De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r6718


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5. Autocalibration spatio-temporelle d'une biopuce dynamique

Outre l'accès aux données dynamiques concernant les réactions d'hybridations/ déshybridations, ce type de mesure « temps réel » permet de mettre en œuvre des protocoles de mesures permettant la mise en œuvre de puissantes techniques d'autocalibration de chaque jeu de mesures. En effet, il est possible de faire précéder un cycle de mesures souhaitées sur des interactions à caractériser par un autre jeu de mesure « standard » qui permet de calibrer la réponse du capteur en toute zone de la surface avec la précision spatiale des pixels de la caméra utilisée.

Concrètement, il est possible de réaliser trois cycles temporels de séries de mesures spatiales. Notons que l'ordre chronologique de ces trois cycles n'est pas imposé. Le cycle d'hybridation des solutions à caractériser est corrigé par les deux autres cycles corrigeant les inhomogénéités spatiales du lecteur et de la biopuce.

  • Une première série de mesures d'autocalibration (spatiales en parallèle sur tous les plots de la biopuce) consiste à faire passer sur la surface de la biopuce (zone grisée) une solution tampon d'indice optique sensiblement plus élevé que celui utilisé pour la mesure, (typiquement du tampon PBS 1.25X au lieu de PBS 1X dans notre cas). Cela va directement mesurer en tout point de la surface d'analyse les variations de réflectivités ΔR correspondant à la variation d'indice Δn, c'est-à-dire du coefficient de transduction ΔRn (x,y). Cette mesure de calibration permet de s'affranchir de la dispersion de toutes les inhomogénéités spatiales du coefficient de transduction. Cette correction concerne l'ensemble de fluctuations spatiales qui sont quasi invariantes temporellement, notamment les inhomogénéités dans, par exemple, l'épaisseur des films métalliques utilisés, l'angle d'incidence du faisceau optique sur la surface, la distribution de température, etc. Elle ne corrige pas les effets d'inhomogénéité variant à l'échelle de la durée de la mesure, et elle ne quantifie aucunement la spécificité biochimique de l'ensemble des plots de la surface. Cela corrige les variations spatiales du coefficient de transduction.

  • Une seconde série de mesures (zone bleutée) d'autocalibration consiste à mettre la surface de la biopuce en contact avec une solution cible de calibration connue et à mesurer la réponse du système. Dans ce cas, la solution la plus efficace consiste à...

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1 Sources bibliographiques

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2 Annexe

À lire également dans nos baseshttp://www.techniques-ingenieur.fr

SOULARUE (P.) - GIDROL (X.) - Puces à ADN -  [RE 6], Bioprocédés (2002).

GIDROL (X.) - BAGHDOYAN (S.) - ROUPIOZ (Y.) - Les biopuces -  [RE 17], Bioprocédés (2004).

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RéférencesAutres ouvrages

LECARUYER (P.) - MANNELLI (I.) - COURTOIS (V.) - GOOSSENS (M.) - CANVA (M.) - Surface plasmon resonance imaging as a multidimensional surface characterization instrument – application to biochip genotyping - Analytica Chimica Acta 573,...

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