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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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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)
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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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Imagerie en mode de résonance de plasmon de surface (IRPS)2. Systèmes dynamiques : particularités
En comparaison avec les systèmes à biopuces « classiques statiques » , un des points clefs des biopuces dynamiques réside dans la possibilité de suivre « naturellement » en temps réel l’interaction de celles-ci avec des molécules à détecter et de permettre l'analyse des signatures des cinétiques d’interaction des molécules.
Si chaque cinétique est découpée en étapes, on peut décrire simplement toute interaction en 5 étapes et sa signature peut être vectorisée par 4 valeurs (τon, Qd, τoff et Qs) caractéristiques d’une réaction chimique du premier ordre, illustrée figure 2 et caractérisée par la formule :
avec :
- τon et τoff :
- constantes de temps associées respectivement à l'hybridation et au lavage de la surface (concentration en cibles nulle),
- Qd et Qs :
- amplitudes des signaux à l'équilibre thermodynamique respectivement pour l'hybridation et le lavage.
Par convention, les molécules préalablement fixées à la surface de la biopuce sont appelées sondes, et les molécules à analyser qui sont mises au contact de la biopuce, seront appelées cibles.
-
La première étape consiste à mettre la biopuce en solution tampon supposée neutre pour les interactions avec la surface. Puisqu’il n’y a pas d’interaction, le signal observé ne doit pas évoluer au-delà du bruit de la mesure et de dérive.
-
La deuxième étape consiste en l’introduction du produit réactif. En fonction de la concentration et surtout de l’affinité, cette étape est plus ou moins rapide et on quantifie la variation du signal au fur et à mesure que l'interaction a lieu sur la biopuce. Cette étape permet de mesurer τon la constante de temps apparente de la réaction dans les conditions d’hybridation choisies.
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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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