Brevet FR3129677A1 — publié le 20230602

Procédé de fixation d’acide nucléique sur une électrode de platine comprenant les étapes suivantes : - une étape (S1) de fixation d’une molécule d'éthylènediamine sur l'électrode, l’étape (S1) comprenant une électro-oxydation d’une amine primaire de la molécule d'éthylènediamine par voltammétrie cyclique, - une étape (S2) de fixation d’une molécule sulfo SMMC de 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3- sulfo-N-hydroxysuccinimide ester sur la molécule d'éthylènediamine, - une étape (S3) de fixation d’un acide nucléique sur la molécule sulfo SMMC, l’acide nucléique étant préalablement modifié pour comprendre une fonction thiol, l’électrode étant en contact avec une solution aqueuse, c’est-à-dire avec une solution dont le solvant est l’eau, durant les étapes (S1), (S2) et (S3). Figure pour l’abrégé : pas de figure Fixation d’acide nucléique sur une électrode de platine DOMAINE DE L'INVENTION L’invention concerne la fixation d’acide nucléique sur une électrode de platine, et en particulier la fixation d’acide nucléique sur une microélectrode de platine en solution aqueuse. L’invention concerne également une électrode de platine ainsi fonctionnalisée et l’utilisation d’une telle électrode pour la détection d’un acide nucléique cible. ETAT DE LA TECHNIQUE La détection de gènes par des techniques électrochimiques est connue. Ces techniques utilisent généralement une électrode en or sur laquelle est fixée une monocouche auto-assemblée (également connue sous l’expression anglaise self-assembled monolayer ou SAM). La fixation de cette monocouche utilise classiquement une fonction thiol car celle-ci comprend un atome de soufre qui présente une forte affinité avec l’or de l’électrode. Il est connu que la stabilité de telles monocouches auto-assemblées n’est pas satisfaisante en raison des processus de désorption chimique. Ceci est dû principalement à la nature faible de la liaison or-soufre « Au-S » pour laquelle l’énergie de liaison ~ 40 kcal/mol est très faible par rapport à une liaison plus forte de type covalente carbone-carbone « C-C » autour de 85 kcal/mol. En outre, la liaison Au-S peut être affectée par sa sensibilité à l’oxydation (changement de degré d’oxydation) ou lorsque l’électrode en or est polarisée. Par ailleurs, le processus d’oxydation de l’or est assez rapide dans des solutions aqueuses, ce qui a tendance à réduire la stabilité d’une telle électrode utilisée en milieu aqueux. Il existe donc un besoin d’un dispositif de détection électrochimique présentant une meilleure stabilité de l’électrode. Un but de l’invention est de proposer un dispositif de détection électrochimique présentant une meilleure stabilité de l’électrode par rapport à l’art antérieur. Le but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de fixation d’acide nucléique sur une électrode de platine comprenant les étapes suivantes : - une étape (S1) de fixation d’une molécule d'éthylènediamine sur l'électrode, l’étape (S1) comprenant une électro-oxydation d’une amine primaire de la molécule d'éthylènediamine par voltammétrie cyclique, - une étape (S2) de fixation d’une molécule sulfo SMMC de 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3- sulfo-N-hydroxysuccinimide ester sur la molécule d'éthylènediamine, - une étape (S3) de fixation d’un acide nucléique sur la molécule sulfo SMMC, l’acide nucléique étant préalablement modifié pour comprendre une fonction thiol, l’électrode étant en contact avec une solution aqueuse, c’est-à-dire avec une solution dont le solvant est l’eau, durant les étapes (S1), (S2) et (S3). Ce procédé permet de fonctionnaliser une électrode de platine, c’est à dire dans une électrode dans un matériau qui présente une plus grande stabilité électrochimique que l’or. Un dispositif de détection électrochimique qui se fonde sur une telle électrode résout le problème mentionné plus haut. Un tel procédé est avantageusement et optionnellement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison : - la solution aqueuse est une solution physiologique ; - l’électrode est une micro-électrode placée au moins en partie dans un canal micro-fluidique ; - après l’étape (S3) une étape (S4) de stabilisation pendant laquelle l’électrode est placée en solution physiologique durant une durée comprise entre 20 minutes et 40 minutes, la solution présentant une concentration en NaCl comprise entre 0,4 molaire et 0,6 molaire. L’invention porte également sur une électrode de platine pour la détection d’un acide nucléique cible comprenant une molécule d'éthylènediamine fixée sur l'électrode, une molécule sulfo SMMC de 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3- sulfo-N-hydroxysuccinimide ester étant fixée sur la molécule d'éthylènediamine par électro-oxydation d’un amine primaire de la molécule d'éthylènediamine par voltammétrie cyclique, un acide nucléique sonde étant fixé sur la molécule sulfo SMMC, l’acide nucléique sonde comprenant une fonction thiol, l’acide nucléique sonde étant complémentaire de l’acide nucléique cible. L’invention porte en outre sur un dispositif de détection d’un acide nucléique cible comprenant une électrode de platine telle que mentionnée plus haut, une contre-électrode et un système de mesures électriques relié électriquement à l’électrode de platine et à la contre-électrode. Un tel dispositif est avantageusement et optionnellement complété par un canal micro-fluidique, l’électrode de platine étant une micro-électrode, l’électrode de platine et la contre-électrode étant placées au moins en partie dans le canal micro-fluidique. L’invention porte aussi sur un système de détection d’acides nucléiques cibles comprenant une pluralité de dispositifs tels qu’on les a présentés plus haut, le système comprenant une entrée configurée pour recevoir une solution à analyser, l’entrée étant reliée à chaque électrode de platine de chaque dispositif. Un tel système peut être avantageusement et optionnellement tel que deux dispositifs de la pluralité de dispositifs sont configurés pour détecter deux acides nucléiques cibles différents. Enfin, l’invention porte sur un procédé de détection d’un acide nucléique cible dans une solution à analyser, le procédé comprenant les étapes suivantes : - une étape (E1) de fourniture d’une électrode de travail, l’électrode de travail étant une électrode en platine comme présentée plus haut, - une étape (E2) de fourniture d’une contre-électrode, - une étape (E3) de mise sous tension électrique de l’électrode de travail et de la contre-électrode de sorte à maintenir une tension de travail entre elles, - une étape (E4) de mise en contact de l’électrode de travail et de la contre-électrode avec la solution à analyser, - une étape (E5) de détermination d’une intensité mesurée d’un courant électrique entre l’électrode de travail et la contre-électrode, - une étape (E6) de détermination d’une présence d’un acide nucléique cible dans la solution à analyser à partir de l’intensité mesurée. Ce procédé peut être avantageusement et optionnellement par : - une étape de calibration comprenant les sous-étapes suivantes : - une première sous-étape (SE1) de fourniture de deux solutions de référence présentant des concentrations différentes en acide nucléique cible, - une deuxième sous-étape (SE2) de mesure pour chaque solution de référence d’une intensité de référence entre l’électrode de travail et la contre-électrode, les électrodes étant mises en contact avec la solution de référence, les électrodes étant mises sous tension électrique de sorte à maintenir la tension de travail entre elles, - une troisième sous étape (SE3) de détermination d’une correspondance d’intensités de courant entre l’électrode de travail et la contre-électrode en fonction et de concentrations en acide nucléique cible dans une solution à analyser, le procédé comprenant une étape de détermination d’une concentration en acide nucléique cible dans la solution à analyser à partir de l’intensité mesurée utilisant la correspondance ; - l’acide nucléique cible est un fragment d'acide nucléique d'un agent pathogène. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : les figures 1 à 3 sont des représentation schématiques d’étapes d’un procédé de fixation d’un acide nucléique sur une électrode selon un mode de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique d’une réaction d’hybridation d’un acide nucléique cible ; la est une représentation schématique de mesures électrochimiques pour la détection d’un acide nucléique cible ; la est une représentation schématique d’un appareil de détection d’un acide nucléique ; la est un détail de l’appareil représenté en ; les figures 8 à 9 sont des représentations schématiques de mesures électrochimiques pour la détection d’un acide nucléique cible; la est une représentation schématique d’un système de détection d’acides nucléiques cibles selon un mode de réalisation de l’invention. Procédé de fixation d’acide nucléique sur une électrode (5, 20) de platine comprenant les étapes suivantes : - une étape (S1) de fixation d’une molécule d'éthylènediamine (22) sur l'électrode (5, 20), l’étape (S1) comprenant une électro-oxydation d’une amine primaire de la molécule d'éthylènediamine (22) par voltammétrie cyclique, - une étape (S2) de fixation d’une molécule sulfo SMMC (26) de 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3- sulfo-N-hydroxysuccinimide ester sur la molécule d'éthylènediamine (22), - une étape (S3) de fixation d’un acide nucléique (32) sur la molécule sulfo SMMC (26), l’acide nucléique (32) étant préalablement modifié pour comprendre une fonction thiol, l’électrode (5, 20) étant en contact avec une solution aqueuse, c’est-à-dire avec une solution dont le solvant est l’eau, durant les étapes (S1), (S2) et (S3). Procédé selon la revendication 1 dans lequel la solution aqueuse est une solution physiologique. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 dans lequel l’électrode (5, 20) est une micro-électrode placée au moins en partie dans un canal micro-fluidique. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3 comprenant après l’étape (S3) une étape (S4) de stabilisation pendant laquelle l’électrode (5, 20) est placée en solution physiologique durant une durée comprise entre 20 minutes et 40 minutes, la solution présentant une concentration en NaCl comprise entre 0,4 molaire et 0,6 molaire. Electrode (20) de platine pour la détection d’un acide nucléique cible (36) comprenant une molécule d'éthylènediamine (22) fixée sur l'électrode (5, 20), une molécule sulfo SMMC (26) de 4-(N-Maleimidomethyl)cyclohexane-1-carboxylic acid 3- sulfo-N-hydroxysuccinimide ester étant fixée sur la molécule d'éthylènediamine (22) par électro-oxydation d’un amine primaire de la molécule d'éthylènediamine (22) par voltammétrie cyclique, un acide nucléique sonde (32) étant fixé sur la molécule sulfo SMMC (26), l’acide nucléique sonde (32) comprenant une fonction thiol, l’acide nucléique sonde (32) étant complémentaire de l’acide nucléique cible (36). Dispositif (100) de détection d’un acide nucléique cible comprenant une électrode de platine (5) selon la revendication 5, une contre-électrode (6) et un système de mesures électriques relié électriquement à l’électrode (5) de platine et à la contre-électrode (6). Dispositif selon la revendication 6, le dispositif comprenant en outre un canal micro-fluidique (4), l’électrode de platine (5) étant une micro-électrode, l’électrode de platine (5) et la contre-électrode (6) étant placées au moins en partie dans le canal micro-fluidique (4). Système (200) de détection d’acides nucléiques cibles comprenant une pluralité de dispositifs (100) selon la revendication 6 ou 7, le système (200) comprenant une entrée configurée pour recevoir une solution à analyser, l’entrée étant reliée à chaque électrode de platine de chaque dispositif. Système (200) de détection selon la revendication 8, deux dispositifs de la pluralité de dispositifs étant configurés pour détecter deux acides nucléiques cibles différents. Procédé de détection d’un acide nucléique cible dans une solution à analyser, le procédé comprenant les étapes suivantes : - une étape (E1) de fourniture d’une électrode de travail, l’électrode de travail étant une électrode en platine selon la revendication 5, - une étape (E2) de fourniture d’une contre-électrode, - une étape (E3) de mise sous tension électrique de l’électrode de travail et de la contre-électrode de sorte à maintenir une tension de travail entre elles, - une étape (E4) de mise en contact de l’électrode de travail et de la contre-électrode avec la solution à analyser, - une étape (E5) de détermination d’une intensité mesurée d’un courant électrique entre l’électrode de travail et la contre-électrode, - une étape (E6) de détermination d’une présence d’un acide nucléique cible dans la solution à analyser à partir de l’intensité mesurée. Procédé selon la revendication 10 comprenant en outre une étape de calibration comprenant les sous-étapes suivantes : - une première sous-étape (SE1) de fourniture de deux solutions de référence présentant des concentrations différentes en acide nucléique cible, - une deuxième sous-étape (SE2) de mesure pour chaque solution de référence d’une intensité de référence entre l’électrode de travail et la contre-électrode, les électrodes étant mises en contact avec la solution de référence, les électrodes étant mises sous tension électrique de sorte à maintenir la tension de travail entre elles, - une troisième sous étape (SE3) de détermination d’une correspondance d’intensités de courant entre l’électrode de travail et la contre-électrode en fonction et de concentrations en acide nucléique cible dans une solution à analyser, le procédé comprenant une étape de détermination d’une concentration en acide nucléique cible dans la solution à analyser à partir de l’intensité mesurée utilisant la correspondance. Procédé selon l’une des revendications 10 ou 11, dans lequel l’acide nucléique cible est un fragment d'acide nucléique d'un agent pathogène.