Résumé. Introduction

Documents pareils
Biochimie I. Extraction et quantification de l hexokinase dans Saccharomyces cerevisiae 1. Assistants : Tatjana Schwabe Marcy Taylor Gisèle Dewhurst

Mousses acoustiques : STRASONIC

Plan du chapitre «Milieux diélectriques»

Perrothon Sandrine UV Visible. Spectrophotométrie d'absorption moléculaire Étude et dosage de la vitamine B 6

HRP H 2 O 2. O-nitro aniline (λmax = 490 nm) O-phénylène diamine NO 2 NH 2

CONSOMMABLES. Tubes polarimètres. Cuves spectrophotomètres. Lampes spectrophotomètres

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

Spectrophotomètre double faisceau modèle 6800

Capteur optique à dioxygène

TP 3 diffusion à travers une membrane

4.4. Ventilateurs à filtre. Les atouts. Montage rapide. Polyvalence et fonctionnalité

β-galactosidase A.2.1) à 37 C, en tampon phosphate de sodium 0,1 mol/l ph 7 plus 2-mercaptoéthanol 1 mmol/l et MgCl 2 1 mmol/l (tampon P)

Analyse d échantillons alimentaires pour la présence d organismes génétiquement modifiés

P M L R O G W. sylomer. Gamme de Sylomer Standard. Propriétés Méthode de test Commentaires. Polyuréthane (PUR) Cellulaire mixte

Didier Pietquin. Timbre et fréquence : fondamentale et harmoniques

DIPLÔME INTERUNIVERSITAIRE D ECHOGRAPHIE. Examen du Tronc Commun sous forme de QCM. Janvier h à 16 h

Réalisation d un dispositif de mesure de la conductibilité thermique des solides à basses températures

Caractéristiques des ondes

Structure quantique cohérente et incohérente de l eau liquide

III.2 SPECTROPHOTOMÈTRES


Les rayons X. Olivier Ernst

SVE 222 & PCL-442. Fascicule de Travaux Pratiques

Chapitre 7 Les solutions colorées

Stockage de chaleur solaire par sorption : Analyse et contrôle du système à partir de sa simulation dynamique

Mesure de la pression différentielle et différentielle bidirectionnelle expliquée à l'aide du capteur

Oscillations libres des systèmes à deux degrés de liberté

Résonance Magnétique Nucléaire : RMN

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

Bleu comme un Schtroumpf Démarche d investigation

Condition Monitoring System pour les éoliennes. "Condition Monitoring System" pour les éoliennes

Communication parlée L2F01 TD 7 Phonétique acoustique (1) Jiayin GAO <jiayin.gao@univ-paris3.fr> 20 mars 2014

Capteur à CO2 en solution

AGREGATION DE BIOCHIMIE GENIE BIOLOGIQUE

Mesure de la surface spécifique

THEME 2. LE SPORT CHAP 1. MESURER LA MATIERE: LA MOLE

Mario Geiger octobre 08 ÉVAPORATION SOUS VIDE

Technologie des contacteurs gaz liquide : cas des colonnes à plateaux et à garnissage. M. Prévost

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

IPL SHR MED-120C+ Super Hair Removal, dépilation permanente

Précision d un résultat et calculs d incertitudes

Transport des gaz dans le sang

Transport des gaz dans le sang

UviLight XTW Spectrophotomètre UV-Vis

TP n 1: Initiation au laboratoire

OCEANE Machine de brasage double vague

Jeunes en Apprentissage pour la réalisation de Nanosatellites au sein des Universités et des écoles de l enseignement Supérieur

TP 7 : oscillateur de torsion

crm+ capteurs à ultrasons Extrait de notre catalogue en ligne : Mise à jour :

Nouvelles techniques d imagerie laser

Thermostate, Type KP. Fiche technique MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

SPECTROSCOPIE D ABSORPTION DANS L UV- VISIBLE

TPG 12 - Spectrophotométrie

Relais statiques SOLITRON MIDI, Commutation analogique, Multi Fonctions RJ1P

PHYSIQUE-CHIMIE. Partie I - Spectrophotomètre à réseau

EXERCICES - ANALYSE GÉNÉRALE

Détection de Chlorophylle Réalisation d'un fluorimètre

5.2 Théorème/Transformée de Fourier a) Théorème

Chapitre 3 : Le budget des ventes. Marie Gies - Contrôle de gestion et gestion prévisionnelle - Chapitre 3

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

Application à l astrophysique ACTIVITE

GAMME UVILINE 9100 & 9400

GAMME UviLine 9100 & 9400

Calculs Computional fluide dynamiques (CFD) des serres à membrane de Van der Heide

Indicateur d'unité Voyant Marche/Arrêt

1 Culture Cellulaire Microplaques 2 HTS- 3 Immunologie/ HLA 4 Microbiologie/ Bactériologie Containers 5 Tubes/ 6 Pipetage

ballons ECS vendus en France, en 2010

Site d étude. Résultats

Les rencontres de l Agence de l eau Clermont Ferrand 10 janvier TECHNIQUES D EPURATION Dispositifs agréés Abdel LAKEL, CSTB

Domosol : Système solaire combiné (SSC) de production d eau chaude et chauffage

SUIVI CINETIQUE PAR SPECTROPHOTOMETRIE (CORRECTION)

ÉVALUATION FORMATIVE. On considère le circuit électrique RC représenté ci-dessous où R et C sont des constantes strictement positives.

THERMODYNAMIQUE: LIQUEFACTION D UN GAZ

Metrohm. ph-mètre 780 ph-/ionomètre 781. Un nouveau concept qui fait référence. Analyse des ions

4. Conditionnement et conservation de l échantillon

Lycée SCHWEITZER MULHOUSE PC* 2012/ 2013 TRAVAUX PRATIQUES DE PHYSIQUE LIVRET 2

Notice complémentaire. Centrage. pour VEGAFLEX série 80. Document ID: 44967

Comprendre l Univers grâce aux messages de la lumière

Electron S.R.L. - MERLINO - MILAN ITALIE Tel ( ) Fax Web electron@electron.it

CORRECTION EVALUATION FORMATIVE TEST DE NIVEAU Date : PROMOTION :

Thèse%des%bois% MISE%EN%ŒUVRE%ÉCO.CONÇUE%DE%COMPOSITES%À% BASE%DE%BOIS%EN%VUE%D APPLICATION%NAVALE% %3%juillet%2013$

ENREGISTREUR DE TEMPERATURE

D ETECTEURS L UXMETRE SUR TIGE C OMPTEUR DE FRANGES A FIBRE OPTIQUE. Détecteurs

Synthèse et propriétés des savons.

TP N 3 La composition chimique du vivant

10. Instruments optiques et Microscopes Photomètre/Cuve

«Tous les sons sont-ils audibles»

CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE

Le plaisir du petitdéjeuner. 28 ~

INTERPRÉTATION ET ANOMALIES DE LA PROSPECTION À RÉSONANCE MAGNÉTIQUE (MRS)

FICHE DE DONNEES DE SECURITE

Haute Ecole de la Ville de Liège. Institut Supérieur d Enseignement Technologique.

(aq) sont colorées et donnent à la solution cette teinte violette, assimilable au magenta.»

Etudier le diagramme température-pression, en particulier le point triple de l azote.

Objectifs pédagogiques : spectrophotomètre Décrire les procédures d entretien d un spectrophotomètre Savoir changer l ampoule d un

Mesures de PAR. Densité de flux de photons utiles pour la photosynthèse

Groupe électrogène commercial Quiet Diesel TM Série 13.5 QD Modèle HDKBP Fonctions et avantages

SUJET ZÉRO Epreuve d'informatique et modélisation de systèmes physiques

SP. 3. Concentration molaire exercices. Savoir son cours. Concentrations : Classement. Concentration encore. Dilution :

La fonction exponentielle

Transcription:

Résumé Dans cette expérience, la haute sélectivité d un biosenseur va être développée sur la base de la technique des microbalances à cristal de quartz. Pour cela nous allons tester la détection d une faible concentration (1 nm) d une solution d Avidine. Introduction Une microbalance à quartz est un cas particulier de microbalance piézoélectrique dans lequel le matériau piézoélectrique utilisé est le quartz. Elle est classiquement réalisée en déposant deux électrodes conductrices de part et d'autre d'un substrat piézoélectrique. La mesure d'une faible prise ou perte de masse sur une surface lorsque les phénomènes mis en jeu sont micrométriques nécessite l'utilisation d'une méthode adaptée. Dans ce cas, les méthodes classiques de pesée ne peuvent pas être utilisées du fait de leur faible sensibilité et de la difficulté de les mettre en œuvre dans des milieux variés, notamment liquides. La microbalance à cristal de quartz (QCM) est une méthode basée sur les propriétés piézo-électriques du quartz. Elle est très sensible, ce qui permet la mesure de très faibles variations de masse. Cependant, l'utilisation de la QCM nécessite certaines précautions, qui sont dues au principe de fonctionnement du capteur utilisé (cristal de quartz) et à sa sensibilité à d'autres paramètres tels que la température, la pression et les contraintes exercées sur le quartz. Le principe de la QCM est basé sur l habilité d un champs électrique externe à induire une déformation dans un solide (effet piézo-électrique).la direction de cette déformation dépend de l orientation de la couche de cristal. Lorsqu un champs électrique est appliqué, les dipôles des molécules tendent à s aligner dans la même direction que le champs externe : ceci induit la déformation du cristal. La résonnance est obtenue lorsque la fréquence appliquée correspond à la fréquence de résonnance f o du cristal. L équation de la fréquence de résonnance dépend donc de l ajout de masse sur l une des deux surfaces du cristal de quartz : Δf = n C Δm Page 1

n = 1,3,5, les harmoniques du système f = fréquence fondamental m = masse ajouté d q = «tickness of the sensor» p q = densité du quartz (2,55 g/cm 3 ) L avidine est une protéine produite dans les coquille des œufs d oiseaux, de reptiles et d amphibiens. Dans cette expérience, nous allons utiliser un dérivé de cette protéine, la neutravidine. Méthodologie 1. Préparation des vésicules uni-lamelles : Six solutions standard ont été préparées dans du chloroforme : Tube % mol asolectin % mol biotin- DHPE % mol biotin X-DHPE Total dried mass (mg) 1 1.5 2 98 2.5 3 98 2.5 4 94.5 5 98 2.5 98 2.5 Page 2

Dans le troisième tube, 48,5 μl d asolectin et 15 μl de biotin X-DHPE ont été placé dans une solution de chloroforme. Dans le quatrième tube, 45,5 μl d asolectin et 45 μl de biotin X-DHPE ont été placé dans une solution de chloroforme. Nous avons ensuite évaporé le chloroforme en chauffant à 42 C les tubes test pendant 1 heure. Lorsque le chloroforme est complètement évaporé, les lipides sont dissous dans.5 ml de buffer (2 mm Tris/HCl,,1 M NaCl, ph 8) puis on les laisse poser pendant 2 minutes. Les tubes sont ensuite vortexés 3 fois pendant 3 secondes. Ces solutions sont des vésicules multi-lamelles qui sont transformées en des vésicules uni-lamelles par ultrasons (1 minutes). 2. Préparation des biosenseurs : Les biosenseurs en quartz sont nettoyés pendant 1 minutes par UV ozone puis rincés avec de l eau millipore et finalement, séchés par un jet d azote. Le cristal est ensuite placé dans la cellule qui est rempli avec.4 ml d octanethiol (2 nm) dans l éthanol. Après minutes, la solution est enlevée par aspiration et la couche de thiol est rincée 5 fois avec 1 ml d éthanol et 5 fois avec 1 ml de buffer. Les biosenseurs sont ensuite rempli de.3 ml de la solution de vésicules et de.3 ml de buffer. Il est important de ne pas laisser sécher la surface du biosenseur et de toujours laisser un film liquide. Ceci est fait pour ne pas endommager la bicouche membranaire. Résultats 1. Caractérisation du bio senseur: La membrane du phospholipide inhibe l adsorption du BSA, nous avons pu vérifier cette conclusion avec les données du tube 1. On peut voir que la fréquence reste globalement constante. Ce tube ne contient qu une solution d asolectine. La BSAdesthiobiotine est absorbées directement sur la surface d or du cristal. Puis par l affinité entre l avidine et la desthiobiotine immobilisée il y aura formation d une bicouche. On a fonctionnalisé la membrane en ajoutant, en plus de l asolectine et des biotines contenant des lipides. Page 3

Avec le tube 2 nous avons ajouté de la biotin-dhpe, tandis que dans le tube 3 nous avons changé de biotine : biotin-x-dhpe. Nous pouvons désormais voir laquelle marche le mieux. La différence entre les deux chaînes est que la biotin-dhpe est plus petite, la biotin- X-DHPE a un groupe C 5 NHCO en plus. Donc lors de la déformation du cristal avec l absorption de phospholipide le mouvement serra plus ample. Sur le graphique nous pouvons voir que la fréquence de résonance diminue avec l ajout de masse sur les électrodes ce qui est normal d après la formule : Δf = n C Δm Le bio senseur qui marche le mieux est la biotin-x-dhpe car la variation de fréquence est plus grande se qui correspond a un plus grand nombre de molécules adsorbés. Tandis que le K s est plus petit. Tube : biotin-dhpe frequence - - - Exponentielle simple Df =-. ±. e+ Ks =. ±. t =. ±. e+ C =. ±. e+ Double exponentielle Df =-. ±. e+ Ks =. ±. t =. ±. e+ Df =-. ± Ks =. ±. C =. ±. e+ time fréquence 4 2-2 -4 - -8 Tube 3: biotin-x-dhpe Exponentielle simple Df =-14.744 ± 2.54e+4 Ks =.3921 ± 4.44e-5 t =795.34 ± 4.e+5 C =5.543 ± 2.54e+4 Double exponentielle Df1 =-7.582 ± 4.89e+3 Ks1 =.21835 ±.442 t =79.4 ± 2.9e+4 Df2 =-12.15 ± 83 Ks2 =.2311 ± 2.59e-5 C =9.48 ± 5.72e+3 8 1 12 14 temps s 1 18 2 Page 4

Le fitting des courbes a été réalisés par deux fonctions. Le D f ( f) correspond à la différence de fréquence donc à l amplitude du signal. Tous d abord une exponentielle simple : Δf = Δf e e K s t t C Traduisant df dt = etat final etat initial Δfe = t t Puis une exponentielle double : Δf =Δf e1 1 exp K s1 t t Δf e2 1 exp K s2 t t C Cette équation prend en compte deux équilibres. A Basse concentration l exponentielle simple est assez précise mais avec l augmentation de concentration l utilisation de la double exponentielle est plus judicieuse. Dans le tube 4 le pourcentage de biotin-x-dhpe a été augmenté par rapport au tube 3 : 1 Tube 4 8 Fréquence Hz 4 2-2 2 4 8 temps s 1 12 14 On remarque que la variation de fréquence est plus grande, elle est d environ 1Hz. Plus la quantité de biotine est grande plus l adsorption est importante. Page 5

Fréquence Hz 1 5 Tube 4 Coefficient values ± one standard deviation Df =-1 ± 4.1e-15 Ks =.3 ± t =285 ± C =8.5 ± -5 2 4 8 times s 1 12 14 Puis l isotherme d adsorption a été réalisée : 4 fréquence Hz 3 2 Dfmax =52.283 ± 3.48 Kass =4.7853e+ ± 8.75e+5 1.2.4..8 concentration M 1. 1.2x1 - La plus petite concentration de protéine détectée par le biosenseur est de 1nM. Page

Conclusion Cette expérience nous a permis de mettre en évidence l orientation de la couche de cristal par rapport à un champs électrique. Ceci nous a aussi permis de déterminer la concentration de la protéine étudiée ici, la neutravidine. La microbalance à cristal de quartz est très simple à mettre en œuvre et l'équipement nécessaire est d'un coût modéré. Annexes [1] M. Borkovec. Lab journal of analytical chemistry II : Biosensing with a Quartz Crystal Microbalance, 28-29 Page 7