Capteurs biologiques à processus FRET et boîtes quantiques fonctionnalisées

Abstract

Les quantum dots (QDs) sont des nanostructures semi-conductrices qui, grâce à leurs propriétés optiques et électroniques, possèdent de multiples possibilités d’applications. Ils peuvent par exemple être utilisés en détection biologique. Pour ce faire, il est possible de les faire interagir suivant un procédé FRET. L'intensité de ce type d’interaction suit théoriquement une loi en $\frac{1}{R^6}$, cependant, aucune étude expérimentale n’a été menée afin de démontrer cette évolution pour des QDs. Il est donc nécessaire de pouvoir lier ces QDs afin de déterminer l’évolution de leur interaction FRET avec la distance. Dans ce travail, nous utilisons des brins d’ADN fonctionnalisés par un fluorophore en tant que liant, car ils peuvent être courts, d’une taille fixe, et peuvent être allongés par simple ajout de nucléotides. Nous vérifions que la technique d’échange de ligands choisie permet effectivement la fixation de ces brins d’ADN, en mesurant l’interaction FRET entre les QDs (donneurs) et les fluorophores (accepteurs) préalablement fixés à l’autre extrémité des brins d’ADN. Ce mémoire consiste en la conjugaison par ADN de quantum dots par échange de ligands, dans une perspective d’analyse de l’interaction FRET entre quantum dots.

Quantum dots (QDs) are semiconductor nanostructures which offer multiple application possibilities, thanks to their optical and electronic properties. For example, they can be used in biological detection. To do so, it is possible to make them interact following a FRET process. This type of interaction theoretically follows a $\frac{1}{R^6}$ law, however, no experimental study has been conducted to demonstrate this evolution for QDs. It is therefore necessary to be able to bind these QDs in order to determine the evolution of their FRET interaction with distance. In this work, we use fluorophore-functionalized DNA strands as linkers, as they can be short, of a fixed size, and can be extended by simple addition of nucleotides. We verify that the chosen ligand exchange technique effectively allows the binding of these DNA strands, by measuring the FRET interaction between the QDs (donors) and the fluorophores (acceptors) previously attached to the other end of the DNA strands. This dissertation consists in the DNA conjugation of quantum dots by ligand exchange, with a view to analyze the FRET interaction between quantum dots.