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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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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.
Auteur(s)
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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Évaluation de l'activité des récepteurs olfactifs en nanosomes immobilisés4. Immobilisation des éléments sensibles des biocapteurs
Une étape clef de l'élaboration d'un biosenseur est l'immobilisation des éléments sensibles du capteur sur un support solide. Idéalement, le procédé d'immobilisation doit conduire à lier fortement ces éléments sur la surface, à optimiser la densité du dépôt, à orienter uniformément et convenablement les récepteurs de façon à garantir leur accessibilité pour les ligands, et enfin il doit minimiser les interactions non spécifiques des espèces odorantes avec les sous-couches de fonctionnalisation du support.
Étant des récepteurs transmembranaires, les récepteurs olfactifs ne conservent leur activité fonctionnelle que s'ils sont maintenus dans un environnement hydrophobe comme la bicouche lipidique. Pour cette raison, ainsi que du fait de leur faible niveau d'expression en système recombinant hétérologue, il serait très délicat, voire impossible, de purifier et de reconstituer un récepteur olfactif dans des membranes artificielles, et chaque récepteur serait susceptible de nécessiter une procédure spécifiquement adaptée.
Afin de contourner ces difficultés, nous avons proposé une procédure consistant à préparer des nanosomes d'environ 50 nm de diamètre à partir de la fraction membranaire de cellules de levure modifiées génétiquement pour exprimer un récepteur donné . Ainsi, les récepteurs ne quittent jamais la bicouche lipidique dans laquelle ils s'insèrent lors de leur expression, et conservent leur activité intégrale. La figure 3 montre différentes images obtenues en microscopie électronique après la préparation des nanosomes.
Les nanosomes sont donc bien adaptés pour l'élaboration de biocapteurs. Grâce à leur taille, ils peuvent servir d'éléments sensibles pour l'élaboration de biocapteurs miniaturisés, de l'échelle micrométrique à l'échelle nanométrique. Enfin, la réponse fonctionnelle d'un récepteur porté par des nanosomes donne accès à sa seule pharmacologie, sans contribution de la cascade de...
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