Présentation

Article

1 - CONTEXTE

2 - DÉTECTION PRÉCOCE DE PATHOLOGIES PAR DES ODEURS ASSOCIÉES

3 - APPORT DES NEZ BIOÉLECTRONIQUES

4 - CONSTRUCTION DE BIOCAPTEURS À BASE DE RÉCEPTEURS OLFACTIFS

5 - EXEMPLES DE DÉVELOPPEMENT DE NEZ BIOÉLECTRONIQUES

6 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : RE238 v1

Construction de biocapteurs à base de récepteurs olfactifs
Nanobiocapteurs olfactifs pour la détection de pathologies

Auteur(s) : Jasmina Vidic, Édith Pajot-Augy

Date de publication : 10 nov. 2014

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

Auteur(s)

  • Jasmina Vidic : Ingénieur de recherche INRA - Virologie et Immunologie Moléculaires, UR892, INRA Jouy-en-Josas, France

  • Édith Pajot-Augy : Directrice de recherche INRA - NeuroBiologie de l'Olfaction, UR1197, INRA Jouy-en-Josas, France

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Résumé

Le diagnostic et le suivi de pathologies, dont les cancers et les pathologies infectieuses, représentent des enjeux majeurs dans le domaine de la santé. De nouveaux nanobiocapteurs, dont les éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs, donnent la possibilité de développer des dispositifs de détection performants, bon marché, permettant une mesure quantitative et directe, sans marqueur. Cet article présente le principe de conception et les applications biomédicales des nez bio- électroniques. L'élaboration de ces biocapteurs est détaillée en décrivant la production des récepteurs olfactifs, les méthodes de leur immobilisation et de la détection des odeurs, ainsi que les apports de la miniaturisation. Enfin, des exemples de réalisations récentes sont fournis.

Mots-clés

nanomédecine, nanobiocapteurs, récepteurs olfactifs, détection d'odorants, nanobiotechnologies, nez bioélectroniques

Abstract

Diagnosis and monitoring of pathologies, including cancers and infectious diseases, represent major challenges in the field of healthcare. New nanobiosensors carring olfactory receptors as sensitive elements provide effective and cheap detection devices allowing a quantitative and direct measurement without any labeling. This article presents the design principle and the biomedical applications of bioelectronic noses. The elaboration of these biosensors is detailed by describing the production of olfactory receptors, the methods for immobilization and for odor detection, as well as the contributions of miniaturization. Finally, examples of recent implementations are provided.

Keywords

nanomedicine, nanobiosensors, olfactory receptors, odorant detection, nanobiotechnologies, bioelectronic noses

Points clés

Domaine : Nanobiotechnologies pour la santé

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : biologie moléculaire et cellulaire, nanomatériaux, fonctionnalisation de surfaces, électrochimie, résonance plasmonique de surface, nanoélectronique

Domaines d'application : diagnostic et suivi médical

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : –

Centres de compétence : INRA Jouy-en-Josas (NeuroBiologie de l'Olfaction), Université Lyon 1 (Institut des sciences analytiques)

Industriels : –

Autres acteurs dans le monde : Université de Barcelone (UB), Espagne ; Politechnico Milano, Italie ; Universita di Salento, Italie ; Université Nationale de Seoul (SNU), Corée du Sud.

Contact : [email protected], [email protected] http://www6.jouy.inra.fr/nbo

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
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-re238


Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(131 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Version en anglais En anglais

4. Construction de biocapteurs à base de récepteurs olfactifs

Le nombre croissant de réalisations de biocapteurs de taille nanométrique pour la détection des maladies est le fruit de l'augmentation importante du nombre de publications scientifiques concernant les nanobiotechnologies et la nanomédecine. La diminution de taille de ces capteurs fait que la sensibilité et la stabilité des dispositifs s'améliorent, et permet leur utilisation en temps réel et/ou in situ dans un milieu complexe. Les performances analytiques des biocapteurs sont augmentées par l'association de nouveaux nanomatériaux à la microfluidique, pour la construction de dispositifs médicaux miniaturisés, visant des applications au diagnostic précis et au dépistage précoce, à l'identification de biomarqueurs associés à différentes étapes ou stades de la maladie et à la caractérisation de nouvelles cibles thérapeutiques.

Une étape clé de l'élaboration d'un biocapteur est l'immobilisation des éléments sensibles du capteur sur un support solide. 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. 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. Pour ces raisons, il est nécessaire de trouver le moyen d'immobiliser plus efficacement ces récepteurs et/ou d'augmenter leur concentration dans les biocapteurs.

4.1 Différents nano-supports pour immobiliser les récepteurs olfactifs

Les nanotechnologies offrent plusieurs solutions car certains nouveaux nanomatériaux sont biocompatibles et leur structure améliore significativement l'immobilisation des récepteurs et l'amplification des signaux générés lors de la détection de ligands spécifiques. L'échelle nanométrique peut conférer aux matériaux des propriétés nouvelles par rapport aux mêmes matériaux de plus grande taille. Les processus physico- chimiques qui deviennent plus performants à l'échelle nanométrique concernent la plasticité, la conductivité optique et thermique, l'activité et réactivité...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(131 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Construction de biocapteurs à base de récepteurs olfactifs
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BUCK (L.), AXEL (R.) -   A novel multigene family may encode odorant receptors : a molecular basis for odor recognition.  -  Cell, 65, p. 175-187 (1991).

  • (2) - CLARK (L.C.), LYONS (J.C.) -   Electrode systems for continuous monitoring in cardiovascular surgery.  -  Ann. N. Y. Acad. Sci., 102, p. 29-45 (1962).

  • (3) - PAJOT-AUGY (E.) -   Diagnostic olfactif.  -  In odorat et goût : de la neurobiologie des sens chimiques aux applications agronomiques, industrielles et médicales. SALESSE (R.) et GERVAIS (R.), Éds., Quæ, chap. 31, p. 401-411 (2011).

  • (4) - SHIRASU (M.), TOUHARA (K.) -   The scent of disease : volatile organic compounds of the human body related to disease and disorder.  -  J. Biochem., 150(3), p. 257-266 (2011).

  • (5) - SCOTT-THOMAS (A.), SYHRE (M.), EPTON (M.), MURDOCH (D.R.), CHAMBERS (S.T.) -   Assessment of potential causes of falsely positive mycobacterium tuberculosis breath test.  -  Tuberculosis (Edinb.), 93(3), p. 312-317 (2013).

  • ...

1 Sites Internet

Bioelectronic Olfactory Neuron Device http://www.bondproject.org

HAUT DE PAGE

2 Annuaire

HAUT DE PAGE

2.1 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Institute for Bioengineering of Catalonia http://www.ibecbarcelona.eu

Institut des Sciences Analytiques, Université Claude Bernard, Lyon 1 http://isa-lyon.fr

Politechnico di Milano http://www.deib.polimi.it

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione https://www.dii.unisalento.it/

Dept of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University (SNU) https://eng.snu.ac.kr/node/9290

Unité NeuroBiologie de l'Olfaction (INRA) http://www6.jouy.inra.fr/nbo

Unité Virologie et Immunologie Moléculaires (INRA) http://www6.jouy.inra.fr/vim

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(131 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS