Elaboration de couches minces de protéines par transfert au moyen de faisceaux d’agrégats ionisés

Details

Supervisors

Dupont-Gillain, Christine C. ; Delcorte, Arnaud

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries

Abstract

La biotechnologie est définie comme l’art de modifier des matériaux inertes de manière à leur attribuer des propriétés leur permettant d’interagir avec la matière organique et les êtres vivants (biocapteurs, etc.). Les outils issus de cette science font souvent appel à l’élaboration de couches minces de protéines sur des supports solides divers, tels que des métaux ou des polymères synthétiques. Ce mémoire s’inscrit dans un projet de recherche plus vaste, appelé iBeam, qui étudie la possibilité d’utiliser des faisceaux d’agrégats ionisés dans le but d’élaborer des couches minces de biomolécules par transfert en phase gazeuse. Le transfert s’effectue, sous l’action des agrégats d’ions, à partir d’une « cible » constituée d’une couche épaisse de protéine, vers une surface appelée « collecteur ». Dans ce mémoire, un faisceau d’agrégats de bismuth et deux faisceaux d’agrégats d’argon, se distinguant entre eux par leurs énergies cinétiques intrinsèques, ont été testés pour transférer du Lysozyme. De manière à déterminer les conditions optimales d’analyse à employer dans la suite de ce travail, des caractérisations préliminaires ont d’abord été effectuées sur des échantillons de référence obtenus par spin-coating de solutions de lysozyme de concentration croissante. L’ellipsométrie a permis de mettre en évidence une relation de proportionnalité entre la concentration de la solution protéique spin-coatée et l’épaisseur de la couche mince obtenue. Le transfert de lysozyme a ensuite été réalisé avec les différents faisceaux d’agrégats ionisés, et les collecteurs obtenus ont également été caractérisés par ToF-SIMS. L’analyse en composantes principales a été utilisée pour révéler les caractéristiques des dépôts effectués par transfert en phase gazeuse et les comparer à celles des films de référence préparés à partir d’une phase liquide. Cette analyse multivariée a permis d’apporter des indications intéressantes quant à l’efficacité du transfert pour chaque type d’agrégats : celui employant le faisceau le moins énergétique parmi ceux testés (Ar3000+) permet la construction de couches plus épaisses, constituées de matière potentiellement semblable à celle déposée sur les échantillons de référence, c’est-à-dire de lysozyme transféré. Les conclusions tirées grâce à ce travail contribuent à une meilleure compréhension de la méthode de transfert en phase gazeuse sous l’effet d’agrégats ionisés et à une optimisation des paramètres utilisés pour le transfert, en vue d’étendre la technique à d’autres protéines voire à d’autres sortes de biomolécules, pour des applications en biotechnologie.