Méthodes biocompatibles de fonctionnalisation de substrats et surfaces : évaluation par imagerie de fluorescence
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work describes the development of biocompatible functionalisation methods of wide interest in the field of biomedical applications. A new water-compatible coupling method between nitrones and strained-cycloalkynes is here developed, by analogy with the [3+2] cycloaddition between azides and strained-cycloalkynes described in the literature. The efficiency of the coupling is evaluated by fluorescence imaging. Two fluorescent probes bearing cyclooctyne groups are synthesized, an organic dye-based probe and a quantum dotbased probe. Contrary to Cu(I)-catalyzed click chemistry, the developped methodology enables quantum dots’ functionalization while maintaining their high fluorescence quantum yield. Glass slides have also been coated with azides or nitrones, surfaces on which can be subsequently grafted cyclooctyne-probes. Fluorescent labelling of cell membrane’s sialic acids after metabolic incorporation of modified mannosamines has also been carried out in vitro to confirm the potential interest of strained-alkyne chemistry in biological conditions.
Abstract FR:
Ces travaux de thèse portent sur le développement de méthodes de fonctionnalisation compatibles avec le vivant et s’inscrivent dans un vaste domaine d’applications biomédicales. Une nouvelle méthode de couplage en conditions douces entre nitrones et cycloalcynes contraints a été développée par analogie avec la réaction de cycloaddition [3+2] entre cycloalcynes contraints et azotures existant dans la littérature. L’évaluation des couplages avec les azotures ou les nitrones a été réalisée par imagerie de fluorescence grâce à la synthèse de deux sondes portant des groupes cyclooctynes, l’une organique et l’autre à base de nanocristaux semi-conducteurs fluorescents. A cette occasion, nous avons montré l’intérêt de la fonctionnalisation de ces objets en l’absence de cuivre, qui permet de maintenir un rendement quantique de fluorescence élevé, contrairement à la chimie clic classique (catalysée au cuivre). Des lames de verre portant des azotures ou des nitrones ont également pu être fonctionnalisées par les sondes-cycloalcynes. Le marquage des acides sialiques membranaires in vitro après incorporation métabolique de mannosamines modifiées a finalement permis de valider le concept en conditions biologiques.