Proposition de sujet de thèse – Contrats Doctoraux 2019-2022

Microdispositif électrochimique pour l’évaluation de la capacité antioxydante et le dosage de biomarqueurs redox du stress oxydatif

Tuteur: GROS Pierre, Université Paul Sabatier – Toulouse 3; gros@chimie.ups-tlse.fr
Laboratoire de Génie Chimique UMR 5503 ; en collaboration avec l’Ecole Normale Supérieure (ENS) Paris – Equipe P.A.S.T.E.U.R
Spécialité du doctorat : Génie des Procédés

Description du sujet
Le stress oxydatif est un processus biochimique qui résulte d’un déséquilibre entre la production d’espèces réactives de l’oxygène et l’efficacité du système de défense antioxydant. Il est suspecté d’être à l’origine de maladies telles que la cataracte, certains cancers et maladies neurodégénératives. Parmi les molécules antioxydantes, les acides ascorbique et urique, le
glutathion et le tocophérol sont d’un intérêt particulier car ils sont présents dans la plupart des fluides biologiques. Leur détection sélective et leur dosage précoce, ainsi que l’évaluation de leur activité antioxydante respective représentent donc un intérêt majeur. L’objectif de ce projet est de proposer un microdispositif électrochimique pour l’évaluation de la capacité antioxydante et le dosage de biomarqueurs redox du stress oxydatif. L’originalité de
ce dispositif est double : d’une part, il intégrera à l’échelle micrométrique des électrodes fonctionnalisées permettant le dosage spécifique et simultané d’agents antioxydants contenus dans un même échantillon ou analysés en parallèle (par exemple des biomarqueurs hydrophiles
et lipophiles). D’autre part, la géométrie des microcanaux et la vitesse d’écoulement permettront d’effectuer des analyses quantitatives en continu et dans de faibles volumes d’échantillon, sans aucune étape de calibration préalable. Le projet s’articulera comme suit : (i) fonctionnalisation des microélectrodes en mode statique
ou hydrodynamique par adressage électrochimique in situ en utilisant un polymère organique biocompatible, le poly[3,4-éthylènedioxythiophène] (PEDOT). Une étude de la croissance du dépôt permettra d’identifier les paramètres les plus influents. Les microcanaux et
microdispositifs seront soit disponibles, soit élaborés par découpe numérique et assemblage sur plaques de verre, soit réalisés par photolithographie douce ; (ii) détermination expérimentale et optimisation des performances analytiques en modulant, via une approche numérique, les caractéristiques géométriques et microfluidiques du dispositif ; (iii) Analyse de liquides
physiologiques (urines, sérum sanguin) et étude de la durée de vie opérationnelle et des interférents biochimiques majeurs. Les résultats seront comparés avec les méthodes analytiques de référence.