Projets de recherche

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Projets de recherche du Laboratoire 2PM

Auteurs :

Année d'obtention de la bourse :

a) « Procédés Plasmas »
(i) Procédés de dépôts
(ii) Procédés de traitement

b) Microsystèmes
L’activité « microsystèmes » permet d’établir un lien scientifique fort entre les applications procédés développées à l’ENSCP et les aspects fondamentaux de notre recherche. Deux thèmes seront présents, à savoir une action orientée vers le développement de systèmes microfluidiques et une centrée sur le développement de microréacteurs...

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Projets de recherche du Laboratoire LSABM

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Sciences séparatives
Dans le cadre de cette thématique récurrente, des études de processus de rétention et de migration sélectives pour la chromatographie, l’électrophorèse, et l’électrochromatographie sont menées. Les aspects les plus innovants, récemment développés sont :
- la recherche de mécanismes orthogonaux pour aborder les couplages en chromatographies multidimensionnelles
- la chromatographie en phase supercritique ultra-rapide
- la synthèse de nouvelles phases stationnaires.


Approches analytiques (bio)sélectives pour les échantillons complexes et/ou l'analyse de traces
Pour aborder les échantillons complexes, il est important d’augmenter la résolution de la méthode séparative, ce qui peut se faire par couplage intégral de deux méthodes (mode dit comprehensive) et qui consiste à injecter de manière continue sur une seconde colonne des fractions sortant de la première en ayant mis en œuvre un mécanisme de rétention différent afin d’augmenter le pouvoir séparatif de la méthode. Cette approche a été largement explorée en chromatographie en phase gazeuse (GCxGC) avec des développements innovants et nécessaires au niveau du traitement des données (analogues à des images) afin d’exploiter les résultats, en chromatographie en phase supercritique bidimensionnelle, ou combiné avec des étapes de séparation ou de traitement de l’échantillon performantes.

En lien avec les activités susmentionnées, de nombreuses approches d’enrichissement relatives aux séparations par voie électrocinétique mises en œuvre en tête de capillaire ont été développées. Outre ces approches, l’équipe possède une expérience importante depuis de nombreuses années dans le domaine de l’analyse de traces notamment en extraction sur phase solide (SPE) qui consiste à mettre en œuvre une phase stationnaire pour piéger et concentrer une ou plusieurs molécules. Après avoir développé des supports à base d’anticorps pour permettre l’extraction sélective de molécules d’échantillons complexes et faciliter ensuite leur analyse, elle s’est attachée à développer des supports à empreintes moléculaires (MIP). Ainsi, des travaux portant sur la synthèse, la caractérisation de MIP obtenus par polymérisation radicalaire pour aider à l’analyse de traces de pesticides, de stupéfiants, neurotransmetteurs, prodrogues nucléotidiques, mycotoxines ont été effectués. Très récemment, une nouvelle approche de synthèse de MIP par voie sol-gel a été explorée permettant de développer des supports pour des molécules plus polaires ou inadaptées à la polymérisation par voie radicalaire. Parallèlement, l’équipe a récemment mis en œuvre des aptamères, séquences d’oligonucléotides en série ADN ou ARN sélectionnées pour leur grande spécificité pour un composé donné et pouvant être greffées sur un support solide, pour développer des oligoadsorbants pour l’extraction sélective de cette molécule cible d’échantillons complexes. Des oligoadsorbants ont donc été étudiés et mis en œuvre pour l’extraction sélective de la cocaïne de fluides biologiques ou de l’ochratoxine A de matrices alimentaires.

Détail Projets de recherche du Laboratoire LSABM
Détail Projets de recherche du Laboratoire LSABM

Miniaturisation

Auteurs :

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Un des thèmes les plus récents abordé au sein de l’équipe est relatif à la miniaturisation des systèmes analytiques et bioanalytiques. Les études menées portent sur la transposition des travaux menés en électrophorèse capillaire à l’échelle de la puce afin de diminuer le temps et à terme les coûts comme cela a pu être fait pour des mesures d’affinité de biomolécules greffées sur des nanoparticules. Concernant les méthodes bioanalytiques miniaturisées, des études menées en partenariat avec l’équipe « Colloïdes inorganiques » du PECSA ont conduit à la mise au point d’une méthode de diagnostic de l’allergie de type ELISA via des nanoparticules greffées par des allergènes intégrées dans un système microfluidique (Collaboration P. Tabelling). Néanmoins, les travaux les plus récents portent sur la synthèse de phases in-situ dans des capillaires puis dans des micro-canaux de puces pour les utiliser comme phase stationnaires en électrochromatographie sur puce, en nanoLC mais aussi très récemment en micro GC sur puce, chaque technique apportant ses propres contraintes et nécessitant donc des voies de synthèse adaptées. Enfin, le traitement de l’échantillon n’est pas en reste puisque des travaux portant sur la miniaturisation d’une étape d’extraction liquide-liquide assistée par une fibre creuse ont été initiés.
Toujours dans le domaine de la miniaturisation, des études ont portés sur le développement de sondes locales (micro-, nano-électrodes, nanoparticules) de la réactivité chimique de surface et de nouvelles méthodologies de greffages de surface par voie électrochimique (localisée et non localisée)

Les enjeux cités en introduction sont majoritairement confrontés à la détection et quantification de composés traces. Le traitement des échantillons est toujours l'étape limitante de la chaîne analytique. Il faut :(i) abaisser les seuils de détection et de quantification des méthodes actuelles (avec le développement d’étapes de traitement de l’échantillon qui minimisent voire suppriment l’utilisation de solvants tout en assurant un enrichissement des traces), (ii) améliorer la sélectivité des méthodes (développement d’étapes d’extraction plus performantes avec la conception et l'étude de nouveaux support très sélectifs, l’utilisation de techniques d’analyse à très haute résolution), (iii) identifier de nouveaux composés présents à l’état de traces ou d’ultra-traces.

Pour répondre à ces besoins, l’équipe portera ses efforts sur :
- Méthodes multidimensionnelles :
- GCxGC, LCxLC, SFCxSFC et coupages hybrides
- conception de nouvelles phases séparatives pour diversifier l’offre en sélectivité
- Miniaturisation
- synthèse de phases dans des microsystèmes : GC, LC, electrochromatographie sur puce répondant aux contraintes de chaque méthode
- intégration des phases sélectives dans les systèmes miniaturisés (nanoLC, sur puce)
- développement d’outils de diagnostics
- développement de stratégies s’appuyant sur des outils chimiométriques afin de permettre la comparaison quasi automatique de séries de données multidimensionnelles et l’identification des marqueurs chimiques spécifiques.

Détail Miniaturisation
Détail Miniaturisation

Projet de recherche de SMBP

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Le projet principal de la plate-forme est l’élaboration de méthodologies performantes, spécifiques et sensibles pour l’identification et la caractérisation des protéines, les peptides et autres molécules peptido-mimétiques comme certaines toxines. L’analyse des protéines dans les études protéomiques combine généralement l’électrophorèse bidimensionnelle à la détection par MALDI-TOF MS (Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation–Time Of Flight) pour réaliser une cartographie peptidique. Ce mode d’ionisation MALDI peut être employé pour l’imagerie tissulaire via la localisation de molécules spécifiques, telles que les peptides et protéines, directement à partir de coupes de tissus ou de cellules, sains ou malades, afin de mettre en évidence la présence de marqueurs par exemple. Par ailleurs, l’émergence de techniques nano-chromatographiques liquides mono (LC-1D) ou multidimensionnelles (LC-2D) couplées à des spectromètres de masse tandem (MS/MS), comme les instruments hybrides de type QqTOF (Quadripole-Time Of Flight) ou trappe LIT-FTICR (Linear Ion Trap-Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance), sont une approche attractive par leur capacité à fragmenter des peptides présents en très faible quantité, afin d’obtenir des informations de séquence en acides aminés. Ce couplage permet dans de nombreux cas de s’affranchir de l’étape de séparation par électrophorèse bidimensionnelle et de caractériser ainsi l’ensemble des protéines ainsi que leurs modifications post-traductionnelles directement à partir de mélanges. L’ionisation en mode MALDI peut aussi être couplée à l’analyse MS/MS afin de générer des informations de séquence directement à partir de préparations ayant servi pour l’établissement de cartographies peptidiques par exemple...

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Projets de recherche du laboratoire Synthèse, Electrochimie, Imagerie et Systèmes Analytiques pour le Diagnostic

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Thématiques des différents projets traités par le laboratoire :
- Synthèse organique
- Imagerie RMN
- Électrochimie pour la biologie
- Méthodes de séparations électrocinétiques

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15 projets.
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