Plasmonic biosensor development for low-concentration detection of miRNAs in the context of organ donation
Développement d'un biocapteur plasmonique pour la détection en faibles concentrations de miARNs dans le cadre du don d'organes
Résumé
Monitoring the physiological conditions of brain-deceased organ donors is crucial to prevent tissue degradation. Tracking this degradation can be done by following the inflammatory response (i.e. cytokine storm) through specific biomarkers like miRNAs. This work proposes using Surface Plasmon Resonance Imaging (SPRI) to quantitatively detect those miRNAs. To achieve detection at concentrations below the usual SPRI limits, this research focuses on developing a more sensitive and specific SPRI biosensor for miRNA detection. Firstly, a new surface functionalization better oriented was developed for the SPRI gold biochip to improve bioreceptor accessibility. LNA-modified probes were then employed to enhance the affinity with the target miRNA. Secondly, a signal amplification strategy was designed using gold nanoparticles (AuNPs) in a sandwich-like assay, and a kinetic model predicting the amplification factor was developed. The AuNPs were synthesized in a one-step process at ambiant temperature and functionalized for miRNA specificity and solubility in saline solution.These combined approaches led to more than two orders of magnitude signal amplification and a detection limit in the picomolar range.
La surveillance des conditions physiologiques de donneurs d'organes en état de mort cérébrale est cruciale pour prévenir la dégradation des tissus. Ce suivi peut être effectué en observant la réponse inflammatoire (tempête cytokinique) à travers des biomarqueurs spécifiques : les miARNs. Ce travail propose d'utiliser l'imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRI) pour détecter quantitativement ces miARNs. Cette recherche vise à développer un biocapteur SPRI plus sensible et spécifique pour détecter les miARNs à des concentrations inférieures à la limite de détection de ces systèmes.Tout d'abord, une fonctionnalisation de la surface d'or de la biopuce mieux orientée a été développée afin d'améliorer l'accessibilité des biorécepteurs. Ensuite, des sondes modifiées avec des bases LNA ont été employées pour renforcer l'affinité avec le miARN cible. En parallèle, une stratégie d'amplification par sandwich du signal SPRI a été conçue en utilisant des nanoparticules d'or, et un modèle cinétique a été élaboré pour prédire le facteur d'amplification. Les AuNPs ont été synthétisées en une seule étape à température ambiante et fonctionnalisées pour être spécifiques vis-à-vis du miARN et solubles en solution saline. Ces approches combinées ont conduit à une amplification du signal de plus de deux ordres de grandeur et à une limite de détection de miARNs dans la gamme du picomolaire.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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