applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : les « mip » (polymères à...
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Sûreté alimentaireQuelles innovations pour
la maîtrise des contaminants et l'authentification des produits
agricoles et alimentaires ?
> 13 & 14 novembre 2013 > Montpellier SupAgro INRA
www.rencontres-qualimediterranee.fr
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
ATELIER 1 : Nouveaux outils de mesures pour un screening rapide des mycotoxines
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques :
MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Lise BARTHELMEBS, Georges ISTAMBOULIE, Nathalie PANIEL, et Thierry NOGUERIMAGES, EA 4218Université de Perpignan Via Domitia
FP7-ICT-2013-10
Elémentbiologiqueimmobilisé
Mycotoxine Cible
Reconnaissance
SIGNAL
ÉlectrodeFibre optique
Quartz piézo-électrique
TRANSDUCTEURCarbone
SiliceOr…
EnzymeAnticorpsCellule...
Principe du BIOCAPTEUR à transduction électrochimique
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Recherche d’ Eléments de Reconnaissance SPECIFIQUES et ROBUSTES
MIPsAPTAMERES
Caractéristiques communs :SélectivitéRobustesse Faible coutDisponibilité / Facilité de synthèseHaute compatibilité avec les transducteurs électrochimique
Différences :Nature / structure
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Aptamères : ADN ou ARN simple brin
MIPs : polymère synthétique
Élution
Monomère
+Polymerisation
+
MIPsMolecular Imprinted Polymers : polymères synthétiques qui possèdent une cavité complémentaire ET spécifique de la molécule cible
Pour chaque mycotoxine : Soit MIPS décrite dans la littérature:
Ochratoxine A, Aflatoxine B1, zearalenone, patuline, fumonisine B1….Soit MIPS doivent être synthétisées :
Choix du monomère : modélisation
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Mycotoxine cible MIPs
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Applications des MIPS en analyse : En colonne MIPS affinité : Poster N°8 Polyintell et nombreuses publications Comme élément de reconnaissance dans un biocapteur
Incubation de
l’échantillon
Lavage pour éliminer les
molécules non reconnues
Fixation de la mycotoxine cible aux MIPs → Modification de surface de l’électrode qui est mesurable par méthode électrochimique (Impédance, Voltammétrie Cyclique …)
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
AptamèresPetits oligonucléotides ADN ou ARN simple brin (20‐100 bases), sélectionnés in vitro présentant une forte affinité et spécificité pour une molécule cible.
SELEX
Clone and Sequence
Mycotoxin target
+
Partitioning
Binding
Round n PCR Amplification
Purification Elution
2 to (n-1) Round
Candidates DNA (around 1015 molecules) Round 1
Combinatorial Library
Random sequence
Constant region
Constant region
5’ 3’30 N
Aptamers characterization
(Kd, LOD…)
Pour chaque mycotoxine : Soit aptamère décrit dans la littérature:
Ochratoxine A, Aflatoxine B1,et M1, zearalenone, patuline, fumonisine B1….Soit l’aptamère doit être synthétisé :
SELEX
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Applications des aptamères en analyse : Comme élément d’affinité en colonne SPE : nombreuses publications Comme élément de reconnaissance dans un biocapteur : nombreuses publications
Barthelmebs et al, SNB, 2011.
L’ensemble des méthodes actuelles publiées: Analyses rapides (30 min à 1h)ReproductiblesLOD en dessous des valeurs des normes
Prétraitement sur colonne
PVP
Mesure
OTA
OTA
[OTA] dans l’échantillon
Aptacapteur : détection de l’OTA dans le vin (Barthelmebs et al, Sens. Actuators B, 2011)
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
CONCLUSIONS et PERPECTIVES
MIPs et APTAMERES CARACTERISTIQUES IDEALES POUR LES « BIO » CAPTEURS
Seuils de détection dans les normes EU Stockage et manipulation à température ambianteManipulation simpleMéthode rapide
Intégrer ces capteurs en ligne Les rendre réutilisables Augmenter leur robustesse Coupler la préparation de l’échantillon à l’analyse
TRANSFERT : Outils analytiques pour l’industrie
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Les applications potentielles des nouvelles méthodes analytiques : MIPs et aptamères pour le développement de biocapteurs
Barthelmebs Lise, IMAGES, UPVD
MIPs et APTAMERES pour biocapteur multi‐analytes :Analyse d’une même famille de molécules MycotoxinesAnalyse d’un d’aliment, avec la détection de plusieurs cibles de famille différentesMycotoxine(s), Pesticide(s),Antibiotique(s) cible(s) ….
FP7 BIOFOS 2013‐2016 Reusable aptamer sensorsystem, based on opticalinterference and lab‐on‐a‐chip technology for food analysis
MIPS : Traitement de l’échantillonAptamères : Biocapteur
CONCLUSIONS et PERPECTIVES
w w w . r e n c o n t r e s ‐ q u a l i m e d i t e r r a n e e . f r
Merci pour votre attention
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