Thèse présentée pour obtenir le grade de

Laurent Jourdainne

Description

Niveau: Supérieur
Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur Strasbourg I Discipline : Chimie-Physique / Physique par Laurent JOURDAINNE Mobilité des macromolécules dans les multicouches de polyélectrolytes Soutenue publiquement le 18 septembre 2007 JURY Président du jury Mme Marie-Laure VIRIOT Directeur de Recherche, DCPR, Nancy Rapporteur Interne M. Gero DECHER Professeur ULP, Strasbourg Rapporteur Externe M. Michel NARDIN Directeur de Recherche, ICSI, Mulhouse Examinateur M. Philippe LAVALLE Chargé de Recherche, INSERM U 595, Strasbourg Directeur de Thèse M. Bernard SENGER Directeur de Recherche, INSERM U 595, Strasbourg

• propriétés de surfaces anti


• microscopie confocale


• analyse des films marqués en surface


• polyélectrolytes


• couple poly


• caractérisation par microscopie


• film multistrates


• introduction générale

Sujets

• Construction
• Nardin
• Senger
• Montsinéry-Tonnegrande
• Institut national de la santé et de la recherche médicale
• Lavalle
• Microscope confocal

Informations

• Publié par: profil-nechor-2012
• Publié le: 01 septembre 2007
• Nombre de lectures: 104
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 6 Mo

Extrait

Thèse présentée pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université Louis Pasteur
Strasbourg I

Discipline : Chimie-Physique / Physique
par Laurent JOURDAINNE

Mobilité des macromolécules dans les
multicouches de polyélectrolytes



Soutenue publiquement le 18 septembre 2007


JURY
Président du jury Mme Marie-Laure VIRIOT
Directeur de Recherche, DCPR, Nancy
Rapporteur Interne M. Gero DECHER
Professeur ULP, Strasbourg
Rapporteur Externe M. Michel NARDIN
Directeur de Recherche, ICSI, Mulhouse
Examinateur M. Philippe LAVALLE
Chargé de Recherche, INSERM U 595, Strasbourg
Directeur de Thèse M. Bernard SENGER
Directeur de Recherche, INSERM U 595, Strasbourg


Table des matières
Introduction générale ___________________________________________ 11
Chapitre 1 Les films multicouches de polyélectrolytes ______________ 17
1.1 Historique___________________________________________________________ 18
1.2 Caractéristiques physico-chimiques _____________________________________ 20
1.2.1 Les modes de croissance ____________________________________________ 20
1.2.2 Influence de différents paramètres de construction ________________________ 32
1.2.3 Polyélectrolytes utilisés _____________________________________________ 35
1.2.4 Substrats employés _________________________________________________ 36
1.3 Applications biomédicales et fonctionnalisation des films multicouches ________ 37
1.3.1 Domaines d’applications des films multicouches _________________________ 37
1.3.2 Propriétés de surfaces anti-adhésives __________________________________ 38
1.3.3 Surfaces biomimétiques 38
1.3.4 Fonctionnalisation par insertion de biomolécules 40
1.4 Films à compartiments ________________________________________________ 43
Bibliographie ___________________________________________________________ 47
Chapitre 2 Matériels et méthodes_______________________________ 59
2.1 Construction des échantillons __________________________________________ 61
2.1.1 Les produits utilisés 61
2.1.2 Préparation des films multicouches ____________________________________ 62
2.2 Microscopie confocale _________________________________________________ 63
2.2.1 Principe général de la microscopie confocale____________________________ 63
2.2.2 Fluorescence _____________________________________________________ 65
2.2.3 Dispositif expérimental _____________________________________________ 67
- 3 -
2.2.4 Mesure et analyse des intensités de fluorescence _________________________ 69
2.3 Mesure de recouvrement de fluorescence après photoblanchiment____________ 72
2.3.1 Photoblanchiment à partir de motifs périodiques 73
2.3.2 Photoblanchiment d’une zone unique __________________________________ 80
2.4 Microbalance à cristal de quartz ________________________________________ 85
2.4.1 Principe de mesure de la microbalance à cristal de quartz__________________ 85
2.4.2 Dispositif expérimental _____________________________________________ 88
Bibliographie ___________________________________________________________ 89
Chapitre 3 Echange et diffusion dans le film poly(L-lysine) – acide
hyaluronique _________________________________________________ 93
3.1 Cadre de l’étude _____________________________________________________ 94
3.2 Phénomènes d’échange ________________________________________________ 97
3.2.1 Cinétique d’adsorption de la poly(L-lysine) _____________________________ 97
FITC 3.2.2 Dosage de la PLL dans un film_____________________________________ 99
3.2.3 Discussion ______________________________________________________ 104
3.3 Diffusion de polyélectrolytes dans le film poly(L-lysine) – acide hyaluronique _ 106
3.3.1 Etude de solutions de molécules fluorescentes __________________________ 106
3.3.2 Analyse des films marqués en surface _________________________________ 110
3.3.3 Analyse des films marqués en cours de construction______________________ 114
3.3.4 Discussion ______________________________________________________ 119
3.4 Conclusion du chapitre _______________________________________________ 122
Bibliographie __________________________________________________________ 124
Chapitre 4 Films à barrière biodégradable ______________________ 127
4.1 Contexte et stratégie _________________________________________________ 128
4.1.1 Travaux antérieurs ________________________________________________ 128
4.1.2 Choix des systèmes d’intérêt ________________________________________ 131
- 4 -
4.2 Propriétés des films poly(L-lysine) – acide hyaluronique et poly(L-lysine) –
poly(acide L-glutamique) ________________________________________________ 134
4.2.1 Films basés sur le couple poly(L-lysine) – acide hyaluronique______________ 134
4.2.2 Films basés sur le couple poly(L-lysine) – poly(acide L-glutamique)_________ 135
4.3 Croissance du film poly(L-lysine) – poly(acide L-glutamique) sur différents
substrats ______________________________________________________________ 138
4.3.1 Résultats expérimentaux____________________________________________ 138
4.3.2 Interprétation des résultats _________________________________________ 140
4.4 Films multistrates ___________________________________________________ 143
4.4.1 Dépôt de la première couche de poly(acide L-glutamique) sur un film poly(L-
lysine) – acide hyaluronique _____________________________________________ 143
4.4.2 Dépôt de n paires de couches poly(acide L-glutamique) – poly(L-lysine) sur un film
poly(L-lysine) – acide hyaluronique _______________________________________ 144
4.4.3 Étude complémentaire : échange poly(acide L-glutamique) / acide hyaluronique
____________________________________________________________________ 150
4.5 Film multistrates et protéine A ________________________________________ 152
4.5.1 Comportement de la protéine A dans les films à croissance exponentielle _____ 152
4.5.2 Comportement de la protéine A dans les films multistrates_________________ 154
4.6 Conclusion du chapitre _______________________________________________ 158
Bibliographie __________________________________________________________ 159
Chapitre 5 Caractérisation par microscopie à force atomique de fibres de
collagène de types I / II sur chondrocytes intacts____________________ 163
5.1 Résumé ____________________________________________________________ 163
5.2 Article _____________________________________________________________ 164
Conclusion générale ___________________________________________ 173

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Liste des abréviations
Produits
PLL poly(L-lysine)
HA acide hyaluronique
PGA poly(acide L-glutamique)
PA protéine A
Marqueurs fluorescents
FITC isothiocyanate de fluorescéine
Rho Rhodamine
TR « Texas Red »
AR « Alexa Red »
Techniques
FRAP Fluorescence Recovery After Photobleaching / Recouvrement de
fluorescence après photoblanchiment
CLSM Confocal Laser Scanning Microscope / Microscope confocal à balayage
laser
AFM Atomic Force Microscope / Microscope à force atomique
QCM Quartz Cristal Microbalance / Microbalance à cristal de quartz

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Liste de publications
1. Youri Arntz*, Laurent Jourdainne*, Géraldine Greiner, Simon Rinckenbach, Joëlle
Ogier, Jean-Claude Voegel, Philippe Lavalle and Dominique Vautier. 2006.
Immunogold detection of types I et II Chondrocyte collagen Fibrils : an in situ atomic
force microscopic investigation. Microscopy Research and technique 69:283-290.
*contributed equally to this work
2. L. Jourdainne, Y. Arntz, B. Senger, C. Debry, J.-C. Voegel, P. Schaaf, and P. Lavalle.
2007. Multiple strata of exponentially growing polyelectrolyte multilayer films.
Macromolecules 40:316-321.
3. L. Jourdainne, S. Lecuyer, Y. Arntz, C. Picart, P. Schaaf, B. Senger, J-C. Voegel, P.
Lavalle and T. Charitat. Dyanmics of poly(L-lysine) in poly(L-lysine) / hyaluronic
acid multilayer films studied by fluorescence recovery after pattern phtobleaching. En
cours de soumission




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Remerciements
Mes travaux ont été effectués au sein de l’Unité 595 de l’INSERM à Strasbourg,
spécialisée dans le domaine des processus biophysiques et biologiques aux interfaces. Je tiens
avant tout à remercier Jean-Claude Voegel, Directeur du laboratoire, de m’y avoir accueilli.
Je remercie très chaleureusement mon directeur de thèse, Bernard Senger, de sa
sympathie et de sa disponibilité lors de mes nombreuses sollicitations, et aussi de m’avoir
permis d’enseigner mes connaissances en informatique. J’associe à ces remerciements Pierre
Schaaf, qui dans le cadre d’une étroite collaboration avec le laboratoire, m’a orienté sur des
sujets de recherches tr&