retour à l'accueil

Laboratoire d'Electrochimie Moleculaire, LEM, Paris

UMR CNRS - Université de Paris - Paris France

English version
Go to english version
   
 
Master Frontiers in Chemistry | UFR de Chimie - Université Paris Diderot - Paris 7 CNRS - Institut de chimie Université de Paris Master Chimie Sorbonne Paris Cité UFR de Chimie - Université Paris Diderot - Paris 7 CNRS - Institut de chimie
 |   Ecole Doctorale 388  |    Master Frontiers in Chemistry   |   C'Nano IdF   |   Respore  |
Chimie - Université de Paris

 

Fiches individuelles

LEM Actualités

 LEM photo reportages

   Liens utiles

 


LEM / Equipe "BIONANO"

"Systèmes Biomacromoléculaires - Transport d'électrons aux échelles nanométriques"


 

Accueil > Equipes de recherche > LEM / Equipe BIONANO


Notre équipe s’intéresse aux phénomènes de transport d’électrons, couplés ou non à des réactions enzymatiques, au sein de systèmes nanométriques bioinspirés, intégrant structures et mécanismes biomimétiques. Elle cherche en particulier à comprendre comment le confinement et l’organisation de biomolécules redox (telles qu'à la surface de nano-objets peut moduler l’efficacité des processus de reconnaissance moléculaire et de catalyse enzymatique.

L’équipe cherche à caractériser ces processus à l’échelle du nano-objet individuel, grâce à la microscopie électrochimique à médiateur lié (Mt/AFM-SECM), une technique d’imagerie fonctionnelle inventée par elle. Cette technique à sonde locale couple les microscopies électrochimique (SECM) et à force atomique (AFM) en une configuration originale où l’espèce redox interrogée par la sonde, « le médiateur », est lié à l’objet à imager via une chaîne flexible. La microscopie Mt/AFM-SECM constitue un outil de pointe en nano-électrochimie, un des rares permettant l’adressage électrochimique d’objets réellement nanométriques, et le seul à ce jour capable d’imager des biomacromolécules individuelles.

Les différentes problématiques abordées, ont en commun la nécessité de développer des approches expérimentales nouvelles permettant des mesures inédites à une échelle nanométrique.

La démarche de l’équipe intègre la conception et réalisation de systèmes moléculaires à bio-chaînes à sonde redox, mais aussi la modélisation quantitative des propriétés fonctionnelles des nano-systèmes.

Quelques challenges de recherche actuels de l’équipe :

Développement d’une plateforme couplant nanoréseau de molécules uniques et microscopie Mt/AFM-SECM.

Utilisation de la microscopie Mt/AFM-SECM à anticorps redox en nano-biosciences : Localiser des protéines spécifiques à la surface de particules virales natives.

Exploration du fonctionnement catalytique de systèmes enzymatiques confinés sur nanoparticules virales.

Développement de stratégies instrumentales originales pour la caractérisation d’événements faradiques individuels.

 

Mots clés : Electrochimie, voltamétrie cyclique, transport d'électrons, microscopie électrochimique SECM couplée à l'AFM, microscopie électrochimique à médiateur lié, Mt/ AFM-SECM, imagerie fonctionnelle, nanotechnologie virale, bio-nanostructures, reconnaissance moléculaire, cascade enzymatique, modélisation des phénomènes de transport.

Press Highlights:  2004 Anal. Chem. ;  2015 JPK News


Autres Savoir-faire spécifiques: Edifices enzymatiques organisés à la surface d'électrodes, auto-assemblés par réaction immunologique. Caractérisation quantitative de leur fonctionnement catalytique. Dynamique de brins courts d'ADN attachés par une extremité sur surface d'électrode.

Responsable

Christophe Demaille (DR2 CNRS)

Membres de l'équipe [Dec. 2018]

Agnès Anne (DR2 CNRS)
Arnaud Chovin (MC IUT Paris Diderot)

Khalil Chennit (IE ANR eVirzym)
Telmo Paiva (Doctorant MRT)
Rabia Djoumer (Doctorant, électronicien du LEM)


 
Electrochemical Imaging of Dense Molecular Nanoarrays - Anal. Chem. 2017 - DOI:10.1021/acs.analchem.7b03111  

Anal. Chem. 2017, 89, 11061

 
Small 2017, 13, 201603163  
Small 2017, 13, 201603163  
 
ACS Nano 2015, 9, 4911  
ACS Nano 2015, 9, 4911  
 
 
 

Savoir-Faire / Atouts de l'équipe ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------  
 


L'équipe dispose d'au moins quatre atouts remarquables et complémentaires :

 

ACS nano 2013 - Probing Individual Redox PEGylated Gold Nanoparticles by Mt/ AFM-SECM microscopy

2013

Développement de Microscopies électrochimiques à résolution biomoléculaire (AFM-SECM)

L'équipe a pour ambition de rendre possible l’exploration électrochimique du comportement de biomacromolécules redox, ou à marqueur redox, non plus à l’échelle de plusieurs millions de molécules comme en bioélectrochimie classique, mais à celle de la molécule individuelle. Pour atteindre cette échelle deux configurations entièrement originales de microscopie électrochimique (SECM) «biomoléculaire » aux finalités distinctes mais reposant toutes deux sur le concept inédit du “médiateur lié mais mobile”, sont développées : la microscopie Mt AFM-SECM, où le médiateur est attaché à la macromolécule d’intérêt et la microscopie Tarm AFM-SECM, où le médiateur est attaché à l’extrémité de la nanoélectrode-sonde .

Publications - sélection : ACS Nano 2015, 9, 4911 Abstract - ACS Nano 2013, 7, 4151 Abstract - Anal. Chem. 2011, 83, 7924 Abstract - Anal. Chem. 2010, 82, 6353 Abstract - ACS Nano 2009, 3, 2927 Abstract - ACS Nano 2009, 3, 819 Abstract - J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6051 Abstract - J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10095 Abstract -: Anal. Chem. 2003, 74, 6355 Abstract

   

2012

Mise en évidence et caractérisation de phénomènes inédits par voltamétrie cyclique

La technique de voltamétrie cyclique originalement développée dans ce laboratoire nous a permis à grande vitesse (kV s-1) de mettre en mise en évidence de manière pionnière la rigidification des brins d'ODN greffés sur une surface lorsqu'ils s'hybrident avec leur brin complémentaire (non marqué) en solution. La mise en oeuvre de cette même technique a permis récemment de révéler un phénomène de régulation enzymatique (coupure protéolytique par la thrombine) induit par l’immobilisation d'un substrat peptidique conçu avec la société Biopep (Horiba Médical).

Publications: Langmuir 2012, 28, 8804 (peptide/thrombine) Abstract - Langmuir 2010, 26, 10347 (peptide/thrombine) Abstract - J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1112 (ss/ds DNA) Abstract

   

2006

Modélisation : Dynamique de chaînes polymères / Fonctionnement enzymatique aux interfaces

Notre capacité à la modélisation de phénomènes cinétiques tels que le mouvement de chaînes polymères attachées sur un support par une extrémité, ou bien de l'action d'une enzyme vis à vis de substrats immobilisés (ex. coupure proteolytique de peptides) permet d'accéder à une meilleure compréhension des processus de bio-interaction et réactivité aux interfaces.

Publications: Langmuir 2012, 28, 14665 (guide pratique : action enzyme) Abstract - J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9812 Abstract - J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 , 542 Abstract

2007

Outils de fonctionnalisation : Marquage redox enzymatique de l'ADN

Notre outil de marquage rédox de l'extrémité 3' de l'ADN par l'enzyme terminale Deoxynucleotidyle Transferase (TDT) utilise un terminateur redox inédit. L'incorporation de ce didéoxynucléotide à sonde ferrocène médiatisée par la TDT permet le marquage rédox unité monomère marquée rédox en 3' d'un brin d'ADN en phase homogène ou sur support solide. Ce procédé élégant est d'un rendement quantitatif tout à fait essentiel pour son utilisation en biocapteur.

Publications : J. Am. Chem. Soc. 2007, 129 - 2735, Abstract Bioconjugate Chem. 2001, 12, 396, Abstract

Ces quatre atouts confèrent à l'équipe une position très en pointe dans la compétition internationale et devraient aboutir à l'étude du fonctionnement d'une macromolécule unique, organique ou biologique. Les domaines d'applications directement concernés vont de l'électronique moléculaire aux biopuces à ADN dans lesquels les enjeux, tant scientifiques qu'industriels, sont extrêmement forts.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Recommended books CRC Press (USA)

2015

Nanoelectrochemistry - CRC Press Book - 2015
 

2012

Scanning Electrochemical Microscopy, Second Edition - CRC Press Book
 

 Contributor
Christophe Demaille - LEM

Nanoelectrochemistry

 
Scanning Electrochemical Microscopy, 2nd Ed.
 

  C. Demaille

Chapter(s) Author

 

 

 

   
retour haut de page dernière mise à jour novembre 2017
 
 
   
© 2005 LEM CreditsContactVenir au LEM  
Université de Paris Master Chimie Sorbonne Paris Cité UFR de Chimie - Université Paris Diderot - Paris 7 CNRS - Institut de chimie
Université de Paris - Accueil CNRS - Centre national de la recherche scientifique Université de Paris | Faculté des Sciences