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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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Autocalibration spatio-temporelle d'une biopuce dynamique
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4. Réalisation d’une biopuce
4.1 Importance de la chimie de surface
Comme on l’a indiqué en introduction, la biopuce optique nécessite le concours de plusieurs disciplines scientifiques (microélectronique, chimie, biologie, bioinformatique, optique, etc.). Un des points clefs dans la mise en œuvre des systèmes de biopuce réside dans la maitrise de la réalisation des surfaces actives des biopuces. En effet, le cahier des charges de ces surfaces est relativement contraignant : globalement, cette dernière doit être biochimiquement inerte sauf dans les zones actives formant les plots de mesures où chacune doit être réactive à une cible spécifique .
Dans le cas de biopuces à ADN, ces plots sont fonctionnalisés par des séquences d'oligonucléotides à l'état de simples brins choisis pour reconnaître dans une solution « cible » des séquences oligonucléotidiques complémentaires.
Dans le cas d'une puce pour le diagnostic génétique, cette réponse doit être capable de différencier sans ambigüité ces séquences cibles à une base près.
Pour des systèmes de biopuces à marqueurs, notamment ceux à « fluorescence », la spécificité est principalement liée à l'absence de réactivité vis-à-vis des marqueurs et des entités auxquels ils sont liés notamment dans le cas des puces à ADN, cela concerne uniquement les autres séquences d'ADN marquées. Pour des systèmes de biopuces sans marqueurs, notamment ceux à « résonance de plasmon de surface », cette spécificité des réactions biochimiques s'étend à l'ensemble des entités présentes dans le mélange « cible », ce qui dans le cas de solutions biologiques « concrètes » est bien plus contraignant.
De façon générale, un des facteurs principaux limitant la précision des mesures de biopuce est le manque de contrôle relatif des surfaces actives du point de vue de leur spécificité et réactivité, tant en homogénéité qu'en reproductibilité.
Cependant, l'avantage des systèmes dynamiques est de permettre la mise en œuvre de protocoles de mesure impliquant une succession d'étapes toutes quantifiées indépendamment et permettant de corriger suffisamment les défauts précédents pour s'en affranchir.
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Réalisation d’une biopuce
ANNEXES
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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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