V. MISHYN

Soutenance : 9 décembre 2021
Thèse de doctorat en Electronique, microélectronique, nanoélectronique et micro-ondes, Université de Lille, ENGSYS Sciences de l’ingénierie et des systèmes,
Projets associés : RENATECH, Flagship GRAPHENE

Résumé :

L’analyse clinique bénéficie dans le monde entier d’une variété de tests diagnostiques. L’intérêt pour le développement de nouveaux tests cliniques résulte d’une part du besoin de détecter de nouveaux analytes tels que les virus et les biomarqueurs, ainsi que d’une forte demande pour la réduction des coûts, de la complexité et des temps d’analyse excessif des techniques actuelles. Parmi les nombreuses possibilités disponibles aujourd’hui, les dispositifs de type « point-of-care » (PoC) incorporant du graphène et ses dérivés sont des acteurs de premier plan. Ce travail vise à étudier et à comparer le potentiel de l’oxyde de graphène réduit (rGO) et du graphène formé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour les dispositifs PoC à transduction électrique et électrochimique. Le développement complet des biocapteurs, de la fabrication des transducteurs à base de graphène à la détection de molécules biologiques, est présenté. L’accent sera mis sur le choix des récepteurs greffés à la surface du graphène. Dans ce contexte, le greffage non-covalent de récepteurs utilisant différents ligands à base de pyrène ainsi que le greffage covalent via des sels de 4 – ((triisopropylsilyl) éthylényl) benzène diazonium seront démontrés et comparés. Les exemples de détection discutés sont basés sur la détection de la protéine de capside E7 du Papillomavirus humain (PVH) et sur le niveau de troponine cardiaque I (cTnI) associé aux maladies cardiovasculaires, dans différents échantillons biologiques.

Abstract :

Clinical analysis benefits worldwide from a variety of diagnostic tests. The interest in developing new clinical tests is driven by the need to detect new analytes such as viruses and biomarkers, as well as a strong demand to reduce the cost, complexity and excessive analysis time of current techniques. Among the many possibilities available today, point-of-care (PoC) devices incorporating graphene and its derivatives are major players. This work aims to investigate and compare the potential of reduced graphene oxide (rGO) and chemical vapor deposition (CVD) formed graphene for electrical and electrochemical transduction PoC devices. The complete development of biosensors, from the fabrication of graphene-based transducers to the detection of biological molecules, is presented. The focus will be on the choice of receptors grafted on the graphene surface. In this context, non-covalent grafting of receptors using different pyrene-based ligands as well as covalent grafting via 4 – ((triisopropylsilyl) ethylenyl) benzene diazonium salts will be demonstrated and compared. The detection examples discussed are based on the detection of the human papillomavirus (HPV) E7 capsid protein and the level of cardiac troponin I (cTnI) associated with cardiovascular disease in different biological samples.