Thibaut ZWINGELSTEIN : "Développement d'un biocapteur à ondes acoustiques à base de niobate de lithium pour la détection de bactéries pathogènes"

Résumé : La contamination de produits alimentaires par des agents pathogènes est un problème mondial. La détection rapide et spécifique de ces bactéries est donc un défi majeur pour l’industrie agroalimentaire et la santé. Les méthodes conventionnelles pour détecter une contamination bactérienne sont très longues (24h à 72h), couteuses et nécessitent un grand nombre d’échantillons. De nombreuses alternatives ont été développées pour permettre une détection plus sensible, plus spécifique, tout en réduisant le temps nécessaire à cette détection. L’une de ces méthodes consiste à utiliser un biocapteur à transduction piézoélectrique. La microbalance à quartz (QCM), transducteur piézoélectrique, est largement utilisée pour sa sensibilité, sa robustesse et sa fiabilité lors de mesures en milieu liquide. Cette microbalance, basée sur des mesures gravimétriques très fines, permet grâce à une biointerface spécifique de mesurer et quantifier la présence d’éléments biologiques ciblés dans un biofluide. L’objectif de ce travail de thèse consiste à développer une microbalance sur Niobate de Lithium (LN), en flux pour la détection de bactéries pathogènes. Compte tenu des coefficients piézoélectriques du LN plus élevés que ceux du quartz, nous avons la possibilité d’atteindre une limite de détection plus basse que celle de la QCM. La première partie de ce travail a consisté à développer et optimiser une biointerface spécifique pour la détection de Listeria monocytogenes. Le LN est un matériau pyroélectrique, c’est pourquoi cette biointerface doit être réalisée à température ambiante. Nous avons tout d’abord optimisé notre biointerface, à base de silane, sur surface de titane, puis transposé celle-ci sur LN. Différentes caractérisations ont été réalisées pour attester du greffage des différents éléments, tels que l’angle de contact (WCA), l’ATR-IR et l’XPS. Après la validation de cette biointerface, des tests microbiologiques en conditions statiques ont été faits sur 3 souches de bactéries différentes (E. coli, L. innocua, L. monocytogenes) pour attester de l’efficacité de notre chimie de surface.

Composition du jury : 

M. Vincent HUMBLOT Directeur de recherche Université Marie et Louis Pasteur Directeur de thèse
Mme Therèse LEBLOIS Professeure des universités Université Marie et Louis Pasteur Co-directrice de thèse
Yoann ROUPIOZ Directeur de recherche Université Grenoble Alpes Rapporteur
Magalie FAIVRE Chargée de recherche Université Claude Bernard Lyon I Rapporteure
Frédéric CHERIOUX Directeur de recherche Université Marie et Louis Pasteur Examinateur
Corinne DEJOUS Professeure des universités Institut Polytechnique de Bordeaux Examinatrice