LATEX DE POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) COMPORTANT EN SURFACE DES FONCTIONS NITRILE POLY LATEX (N-ISOPROPYLACRYLAMIDE) HAVING NITRILE FUNCTIONS ON THE SURFACE
La présente invention a pour objet des latex hydrophiles, thermosensibles à base de poly(N-isopropylacrylamide), fonctionnalisés permettant la réalisation de supports particulaires.The present invention relates to hydrophilic, thermosensitive latexes based on poly (N-isopropylacrylamide), functionalized allowing the production of particulate supports.
Ces latex fonctionnalisés ont de nombreuses applications en raison de la thermosensibilité du poly(N-isopropylacrylamide), notamment dans le domaine du diagnostic, pour la séparation par immobilisation chimique ou adsorption de molécules biologiques puis dosage.These functionalized latexes have many applications due to the thermosensitivity of poly (N-isopropylacrylamide), in particular in the field of diagnostics, for separation by chemical immobilization or adsorption of biological molecules then assay.
Les molécules biologiques peuvent être immobilisées par liaison covalente ou adsorption physique à la surface des particules. Des particules de poly(N-isopropylacrylamide) comprenant un cœur, et une surface portant des groupes fonctionnels, comme les fonctions acide carboxylique ou aminé ont été développées comme supports solides pour l'immobilisation de molécules biologiques.Biological molecules can be immobilized by covalent bond or physical adsorption on the surface of the particles. Poly (N-isopropylacrylamide) particles comprising a core and a surface carrying functional groups, such as the carboxylic or amino acid functions, have been developed as solid supports for the immobilization of biological molecules.
Des particules, comportant une charge magnétique, comprenant un noyau à base d'un polymère, une couche interne à base d'un second polymère thermosensible dans laquelle est distribué un matériau magnétique, et une couche externe, dite couche d'encapsulation éventuellement fonctionnalisée à base d'un polymère susceptible d'interagir avec au moins une molécule biologique, sont décrits par exemple dans FR-A-2749082. Le polymère de la couche d'encapsulation susceptible d'interagir avec une molécule biologique étant de préférence un polymère hydrophile éventuellement fonctionnalisé par un ou plusieurs groupes choisis parmi les fonctions carboxylique, aldéhydique, thiol et aminé.Particles, comprising a magnetic charge, comprising a core based on a polymer, an inner layer based on a second heat-sensitive polymer in which a magnetic material is distributed, and an outer layer, said encapsulation layer optionally functionalized with based on a polymer capable of interacting with at least one biological molecule, are described for example in FR-A-2749082. The polymer of the encapsulation layer capable of interacting with a biological molecule is preferably a hydrophilic polymer optionally functionalized by one or more groups chosen from the carboxylic, aldehyde, thiol and amino functions.
Ces particules sont utilisées comme support solide pour l'immobilisatipn de molécules biologiques comme les enzymes et les protéines, notamment sous forme de latex. Différents modes de polymérisation peuvent être utilisés pour préparer ces supports, par polymérisaton on entend aussi bien copolymérisation que homopolymerisation.
On connaît par exemple la polymérisation en réacteur fermé dite polymérisation en « batch » dans laquelle les monomères sont introduits dans le réacteur avant le début de la réaction de polymérisation avec les autres ingrédients et sans ajout ultérieur. Cette méthode est efficace pour la copolymérisation d'un mélange de monomères hydrophobes et hydrophiles car le monomère hydrophobe forme principalement le cœur et le monomère hydrophile forme l'écorce si la polymérisation a lieu dans la phase aqueuse.These particles are used as solid support for the immobilization of biological molecules such as enzymes and proteins, in particular in the form of latex. Different modes of polymerization can be used to prepare these supports, by polymerization we mean both copolymerization and homopolymerization. For example, polymerization in a closed reactor known as “batch” polymerization is known, in which the monomers are introduced into the reactor before the start of the polymerization reaction with the other ingredients and without subsequent addition. This method is effective for the copolymerization of a mixture of hydrophobic and hydrophilic monomers because the hydrophobic monomer mainly forms the core and the hydrophilic monomer forms the shell if the polymerization takes place in the aqueous phase.
On connaît la polymérisation en « shot », cette technique est utilisable lorsque l'on connaît la cinétique de la polymérisation en réacteur fermé. Lorsque la polymérisation en réacteur fermé est en cours, une quantité supplémentaire de monomère fonctionnel seul ou en présence de mélange de monomères est introduite dans le réacteur de façon contrôlée, permettant de favoriser l'incorporation du monomère fonctionnel à la surface des particules. La sélection des conditions expérimentales (degré de conversion au moment de l'addition, composition et concentration du mélange des monomères) permet d'optimiser les rendements de surface.Polymerization in "shot" is known, this technique can be used when we know the kinetics of polymerization in a closed reactor. When the polymerization in a closed reactor is in progress, an additional quantity of functional monomer alone or in the presence of a mixture of monomers is introduced into the reactor in a controlled manner, making it possible to promote the incorporation of the functional monomer on the surface of the particles. The selection of the experimental conditions (degree of conversion at the time of addition, composition and concentration of the mixture of monomers) makes it possible to optimize the surface yields.
On connaît également la polymérisation sur semence « seed polymerization » qui consiste à introduire le monomère fonctionnel ou un mélange de monomères dans un réacteur contenant un latex déjà constitué et caractérisé, le monomère fonctionnel ou le mélange de monomères pouvant être additionné sur la semence en une seule étape ou en semi-continu.Also known is seed polymerization which consists in introducing the functional monomer or a mixture of monomers into a reactor containing an already constituted and characterized latex, the functional monomer or the mixture of monomers can be added to the seed in a single step or semi-continuous.
Cependant pour que les dosages soient précis il est nécessaire que les biomolécules immobilisées puissent conserver leur activité biologique spécifique, et cette activité biologique, dépendante de facteurs stériques et d'orientation peut être éventuellement diminuée, voire supprimée, par les techniques d 'immobilisation.However, for the dosages to be precise, it is necessary that the immobilized biomolecules can retain their specific biological activity, and this biological activity, dependent on steric factors and of orientation, can possibly be reduced, or even eliminated, by immobilization techniques.
Un essai d'amélioration de la technique d'immobilisation a été effectué en créant une technique mettant en œuvre des interactions régiosélectives, comme par exemple les interactions dipolaires. Ces interactions dipolaires mettant en œuvre des régions précises des biomolécules portant des groupes polaires, la prédictibilité de la conservation de l'activité biologique peut être bonne.An attempt to improve the immobilization technique was carried out by creating a technique using regioselective interactions, such as for example dipolar interactions. These dipolar interactions using specific regions of the biomolecules carrying polar groups, the predictability of the conservation of the biological activity can be good.
Les polymères portant des fonctions nitrile se sont révélés particulièrement intéressants dans cette nouvelle approche voir G. ZHOU et al., Colloid Polym. Sci., 276 : 1131-1 139 (1998).
Les particules conservent des températures critiques inférieures de solubilité (LCST) du même ordre de grandeur que celles des latex non fonctionnalisés, et peuvent être préparées par les procédés classiquement utilisés en polymérisation radicalaire comme les procédés de préparation par précipitation, dispersion, en suspension et en émulsion.The polymers carrying nitrile functions have been found to be particularly interesting in this new approach, see G. ZHOU et al., Colloid Polym. Sci., 276: 1131-1139 (1998). The particles maintain lower critical solubility temperatures (LCST) of the same order of magnitude as those of nonfunctionalized latexes, and can be prepared by the methods conventionally used in radical polymerization such as the methods of preparation by precipitation, dispersion, suspension and emulsion.
Cependant seul le procédé de polymérisation par la technique de polymérisation en « shot » permet d'obtenir des latex de poly(N- isopropylacrylamide) fonctionnalisés par des fonctions nitrile comportant des particules sur lesquelles les fonctions nitrile sont suffisamment nombreuses en surface.However, only the polymerization process by the “shot” polymerization technique makes it possible to obtain poly (N-isopropylacrylamide) latexes functionalized by nitrile functions comprising particles on which the nitrile functions are sufficiently numerous at the surface.
Comme précisé précédemment cette technique de polymérisation en « shot » n'est utilisable que lorsque la cinétique de polymérisation est connue.As previously specified, this “shot” polymerization technique can only be used when the polymerization kinetics are known.
Le procédé de polymérisation en réacteur fermé dite polymérisation en « batch » appliquée à la préparation de latex de poly(N- isopropylacrylamide) fonctionnalisés par des fonctions nitrile ne permet pas d'obtenir des particules sur lesquelles les fonctions nitrile sont suffisamment nombreuses en surface et ne permet pas d'obtenir des rendements suffisants. En effet une partie importante du monomère fonctionnel risque d'être perdue soit à l'intérieur soit sous forme de polymère hydrosoluble. On note également que du fait de l'importante solubilité dans l'eau des monomères de nature polaire, comme les dérivés acrylonitriles et méthacrylonitriles, la copolymérisation conduira à des particules plus petites, avec un taux de conversion limité. Pour que ces latex puissent être utilisés pour l'immobilisation par interaction dipolaire et pour que l'immobilisation soit effective, les groupes fonctionnels polaires respectifs des anticorps et des particules doivent pouvoir être en contact les uns avec les autres facilement.The polymerization process in a closed reactor known as “batch” polymerization applied to the preparation of poly (N-isopropylacrylamide) latex functionalized with nitrile functions does not make it possible to obtain particles on which the nitrile functions are sufficiently numerous at the surface and does not provide sufficient returns. In fact, a large part of the functional monomer risks being lost either inside or in the form of a water-soluble polymer. It is also noted that due to the high solubility in water of monomers of a polar nature, such as the acrylonitrile and methacrylonitrile derivatives, the copolymerization will lead to smaller particles, with a limited conversion rate. In order for these latexes to be able to be used for immobilization by dipolar interaction and for immobilization to be effective, the respective polar functional groups of the antibodies and of the particles must be able to be in contact with each other easily.
Les groupes fonctionnels polaires des particules doivent donc être présents à la surface des particules, et en grand nombre, pour que statistiquement les interactions dipolaires puissent avoir lieu et que les immobilisations soient effectives.The polar functional groups of the particles must therefore be present on the surface of the particles, and in large numbers, so that the statistically dipole interactions can take place and that the immobilizations are effective.
Pour atteindre cet objectif, avec des temps de réaction compatibles avec une production industrielle et des rendements suffisants, un procédé de
polymérisation comprenant une étape de prépolymérisation du monomère fonctionnalisé par des groupes polaires a été mis au point.To achieve this objective, with reaction times compatible with industrial production and sufficient yields, a process of Polymerization comprising a step of prepolymerization of the monomer functionalized by polar groups has been developed.
Cette étape de prépolymérisation permet de synthétiser des homopolymères comportant des fonctions polaires mais étant insolubles dans l'eau.This prepolymerization step makes it possible to synthesize homopolymers comprising polar functions but being insoluble in water.
Elle permet ainsi de créer des chaînes homopolymères radicalaires fonctionnalisées c'est à dire comportant des fonctions polaires, mais qui peuvent ensuite être polymérisées par des techniques comme la polymérisaton en « batch ». Cette étape de prépolymérisation, est applicable à tous les monomères fonctionnalisés par des groupes fonctionnels polaires, solubles dans l'eau, dont les homopolymères sont insolubles dans l'eau.It thus makes it possible to create functionalized radical homopolymer chains, that is to say comprising polar functions, but which can then be polymerized by techniques such as “batch” polymerization. This prepolymerization step is applicable to all the monomers functionalized by polar functional groups, soluble in water, the homopolymers of which are insoluble in water.
On pourra par exemple prépolymériser des monomères fonctionnalisés hydrosolubles, c'est à dire comportant une fonction polaire, comme les dérivés acrylonitrile et méthacrylonitrile pour obtenir des homopolymères insolubles dans l'eau mais comportant une fonction polaire et susceptible de réagir ensuite sur un polymère non fonctionnalisé.It is possible, for example, to prepolymerize water-soluble functionalized monomers, that is to say comprising a polar function, such as the acrylonitrile and methacrylonitrile derivatives, in order to obtain homopolymers insoluble in water but comprising a polar function and capable of subsequently reacting on a non-functionalized polymer. .
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des particules comportant des fonctions nitrile en nombre suffisant en surface et avec des rendements corrects.The method according to the invention makes it possible to obtain particles comprising nitrile functions in sufficient number at the surface and with correct yields.
Un objet de l'invention est un procédé de préparation de particules de polymère thermosensible et hydrophile portant des groupes fonctionnels polaires par copolymérisation radicalaire, caractérisé en ce que l'on homopolymérise un monomère hydrosoluble fonctionnalisé par lesdits groupes polaires pour obtenir un homopolymere hydrophobe fonctionnalisé par lesdits groupes polaires puis on copolymérise avec le polymère thermosensible et hydrophile non fonctionnalisé.An object of the invention is a process for the preparation of thermosensitive and hydrophilic polymer particles carrying polar functional groups by radical copolymerization, characterized in that a water-soluble monomer functionalized with said polar groups is homopolymerized to obtain a hydrophobic homopolymer functionalized with said polar groups and then copolymerized with the non-functionalized thermosensitive and hydrophilic polymer.
Le procédé de préparation de particules de polymère thermosensible et hydrophile portant des groupes fonctionnels polaires par polymérisation radicalaire selon l'invention peut être défini comme un procédé par lequel on copolymérise un polymère thermosensible et hydrophile non fonctionnalisé avec un homopolymere hydrophobe fonctionnalisé par lesdits groupes fonctionnels polaires.The process for the preparation of thermosensitive and hydrophilic polymer particles carrying polar functional groups by radical polymerization according to the invention can be defined as a process by which a non-functionalized thermosensitive and hydrophilic polymer is copolymerized with a hydrophobic homopolymer functionalized by said polar functional groups .
Le procédé de l'invention comprend en outre les caractéristiques suivantes considérées seules ou en mélange.
Selon l'invention les groupes fonctionnels polaires sont des fonctions nitrile et le monomère hydrosoluble fonctionnalisé est choisi parmi les dérivés acrylonitriles et méthacrylonitriles, par exemple l'acrylonitrile.The method of the invention further comprises the following characteristics considered alone or as a mixture. According to the invention, the polar functional groups are nitrile functions and the functionalized water-soluble monomer is chosen from acrylonitrile and methacrylonitrile derivatives, for example acrylonitrile.
Selon un mode de réalisation, le monomère hydrosoluble fonctionnalisé est présent en des quantités comprises entre 15 et 30 % par rapport à la quantité totale des autres monomères.According to one embodiment, the functionalized water-soluble monomer is present in amounts of between 15 and 30% relative to the total amount of the other monomers.
Selon l'invention le polymère thermosensible et hydrophile non fonctionnalisé est obtenu par réticulation d'un monomère choisi parmi les N- alkylacrylamides et les N,N-dialkylacrylamides, et de préférence parmi le N- isopropylacrylamide, le N-éthylméthacrylamide, N-n-propylacrylamide, le N-n- propylméthacrylamide, le N-isopropylméthacrylamide, le N- cyclopropylacrylamide, le N,N-diéthylacrylamide, le N-méthyl-N- isopropylacrylamide, le N-méthyl-N-n-propylacrylamide, et, est par exemple le poly(N-isopropylacrylamide). L'agent de réticulation est hydrosoluble et est choisi parmi le N, N- méthylène bisacrylamide (MBA), l'éthylène glycol diméthacrylate.According to the invention the non-functionalized thermosensitive and hydrophilic polymer is obtained by crosslinking of a monomer chosen from N-alkylacrylamides and N, N-dialkylacrylamides, and preferably from N-isopropylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, Nn-propylacrylamide , Nn-propylmethacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N- cyclopropylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-methyl-N- isopropylacrylamide, N-methyl-Nn-propylacrylamide, and, for example poly (N -isopropylacrylamide). The crosslinking agent is water-soluble and is chosen from N, N-methylene bisacrylamide (MBA), ethylene glycol dimethacrylate.
Le polymère non fonctionnalisé est obtenu par réaction du monomère non fonctionnalisé avec l'agent de réticulation, par exemple le Poly(N-isopropylacrylamide) obtenu par action du MBA sur le NIPAM en présence d'un initiateur.The non-functionalized polymer is obtained by reaction of the non-functionalized monomer with the crosslinking agent, for example Poly (N-isopropylacrylamide) obtained by the action of MBA on NIPAM in the presence of an initiator.
Le monomère fonctionnalisé est choisi parmi les dérivés acrylonitriles et méthacrylonitriles, le monomère fonctionnalisé étant de préférence de l'acrylonitrile.The functionalized monomer is chosen from acrylonitrile and methacrylonitrile derivatives, the functionalized monomer preferably being acrylonitrile.
Un autre objet de l'invention concerne les particules de polymère thermosensible et hydrophile portant des groupes fonctionnels polaires susceptibles d'être obtenues par un procédé de préparation par copolymérisation radicalaire caractérisé en ce que l'on homopolymérise un monomère hydrosoluble fonctionnalisé par lesdits groupes polaires pour obtenir un homopolymere hydrophobe fonctionnalisé par lesdits groupes polaires puis on copolymérise avec le polymère thermosensible et hydrophile non fonctionnalisé.Another object of the invention relates to the particles of thermosensitive and hydrophilic polymer carrying polar functional groups capable of being obtained by a process of preparation by radical copolymerization characterized in that a water-soluble monomer functionalized by said polar groups is homopolymerized obtaining a hydrophobic homopolymer functionalized by said polar groups and then copolymerizing with the non-functionalized thermosensitive and hydrophilic polymer.
L'invention concerne également un procédé pour isoler dans un échantillon liquide au moins une molécule biologique, selon lequel :The invention also relates to a method for isolating from a liquid sample at least one biological molecule, according to which:
- on dispose de particules selon l'invention, - on met en contact ledit échantillon avec lesdites particules- particles according to the invention are available, - said sample is brought into contact with said particles
- par incubation,
- on sépare les particules de l'échantillon, et un procédé d'immobilisation sélectif de molécules biologiques spécifique à partir d'un échantillon selon lequel :- by incubation, the particles of the sample are separated, and a method of selective immobilization of specific biological molecules from a sample according to which:
- on dispose de particules selon l'invention, - on met en contact ledit échantillon avec lesdites particules et- particles are available according to the invention, - said sample is brought into contact with said particles and
- on contrôle la sélectivité et la spécificité par contrôle de la température, la température étant un paramètre critique de l'interaction molécule biologique particule.- the selectivity and the specificity are controlled by temperature control, the temperature being a critical parameter of the interaction between biological molecule and particle.
La désorption est favorisée en abaissant la température à une température inférieure à la LCST.Desorption is promoted by lowering the temperature to a temperature below the LCST.
Elle concerne également un réactif pour l'isolement de molécules biologiques comprenant une dispersion en milieu aqueux de particules selon l'invention.It also relates to a reagent for the isolation of biological molecules comprising a dispersion in an aqueous medium of particles according to the invention.
L'expression « isoler une molécule biologique » selon l'invention, comprend la séparation, la détection, la purification d'une molécule biologique, l'enrichissement d'une fraction en une molécule biologique, selon une méthode d'isolement spécifique ou non spécifique, de manière qualitative et/ou quantitative, de manière directe ou indirecte par exemple par l'intermédiaire d'un ligand fixé sur les particules. Par molécule biologique on entend un composé notamment choisi parmi les protéines, les anticorps, les fragments d'anticorps, les antigènes, les polypeptides, les enzymes, les haptènes, les acides nucléiques et leurs fragments, et qui possède au moins un site de reconnaissance lui permettant de réagir avec une molécule cible d'intérêt biologique. Le terme « acide nucléique » signifie un enchaînement d'au moinsThe expression “isolate a biological molecule” according to the invention includes the separation, detection, purification of a biological molecule, the enrichment of a fraction in a biological molecule, according to a specific or non-specific isolation method specific, qualitatively and / or quantitatively, directly or indirectly, for example by means of a ligand attached to the particles. The term “biological molecule” means a compound chosen in particular from proteins, antibodies, antibody fragments, antigens, polypeptides, enzymes, haptens, nucleic acids and their fragments, and which has at least one recognition site. allowing it to react with a target molecule of biological interest. The term "nucleic acid" means a sequence of at least
2 désoxyribonucléotides ou ribonucléotides comprenant éventuellement au moins un nucléotide modifié, par exemple au moins un nucléotide comportant une base modifiée tel que l'inosine, la méthyl-5-désoxycytidine, la diméthylamino-5-désoxyuridine, la désoxyuridine, la diamino-2,6-purine, la bromo-5-désoxyuridine ou toute autre base modifiée permettant l'hybridation. Ce polynucléotide peut aussi être modifié au niveau de la liaison intemucléotidique. L'acide nucléique peut être naturel ou synthétique ; un oligonucléotide, un polynucléotide un fragment d'acide nucléique, un ARN ribosomique, un ARN messager, un ARN de transfert, un acide nucléique obtenu par une technique d'amplification enzymatique telle que la PCR (Polymerase Chain Reaction), la LCR (Ligase Chain Reaction), la RCR (Repair
Chain Reaction), la 3SR (Self Sustained Séquence Replication), la NASBA (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification) et la TMA (Transcription Mediated Amplification). Les acides nucléiques générés par une technique d'amplification enzymatique sont désignés sous le terme d'amplicons. Par « polypeptide » on entend un enchaînement d'au moins deux acides aminés. Par acides aminés, on entend les acides aminés primaires qui codent pour les protéines, les acides aminés dérivés après action enzymatique comme la trans-4-hydroxyproline et les acides aminés naturels mais non présents dans les protéines comme la norvaline, la N-méthyl-L leucine, la Staline (voir Hunt S. dans Chemistry and Biochemistry of the amino acids, Barett G.C., éd., Chapman and Hall, London, 1985), les acides aminés protégés par des fonctions chimiques utilisables en synthèse sur support solide ou en phase liquide et les acides aminés non naturels.2 deoxyribonucleotides or ribonucleotides optionally comprising at least one modified nucleotide, for example at least one nucleotide comprising a modified base such as inosine, methyl-5-deoxycytidine, dimethylamino-5-deoxyuridine, deoxyuridine, diamino-2, 6-purine, bromo-5-deoxyuridine or any other modified base allowing hybridization. This polynucleotide can also be modified at the level of the intemucleotide bond. The nucleic acid can be natural or synthetic; an oligonucleotide, a polynucleotide a nucleic acid fragment, a ribosomal RNA, a messenger RNA, a transfer RNA, a nucleic acid obtained by an enzymatic amplification technique such as PCR (Polymerase Chain Reaction), LCR (Ligase Chain Reaction), RCR (Repair Chain Reaction), 3SR (Self Sustained Sequence Replication), NASBA (Nucleic Acid Sequence-Based Amplification) and TMA (Transcription Mediated Amplification). The nucleic acids generated by an enzymatic amplification technique are referred to as amplicons. By “polypeptide” is meant a chain of at least two amino acids. By amino acids is meant the primary amino acids which code for proteins, amino acids derived after enzymatic action such as trans-4-hydroxyproline and natural amino acids but not present in proteins such as norvaline, N-methyl- Leucine, Stalin (see Hunt S. in Chemistry and Biochemistry of the amino acids, Barett GC, ed., Chapman and Hall, London, 1985), amino acids protected by chemical functions usable in synthesis on solid support or in liquid phase and unnatural amino acids.
Le terme "haptène" désigne des composés non immunogènes, c'est-à-dire incapables par eux mêmes de promouvoir une réaction immunitaire par production d'anticorps, mais capables d'être reconnues par des anticorps obtenus par immunisation d'animaux dans des conditions connues, en particulier par immunisation avec un conjugué haptène-protéine. Ces composés ont généralement une masse moléculaire inférieure à 3000 Da, et le plus souvent inférieure à 2000 Da et peuvent être par exemple des peptides glycosylés, des métabolites, des vitamines, des hormones, des prostaglandines, des toxines ou divers médicaments, les nucléosides et nucléotides.The term "hapten" designates non-immunogenic compounds, that is to say incapable by themselves of promoting an immune reaction by production of antibodies, but capable of being recognized by antibodies obtained by immunization of animals in known conditions, in particular by immunization with a hapten-protein conjugate. These compounds generally have a molecular mass of less than 3000 Da, and most often less than 2000 Da and can be, for example, glycosylated peptides, metabolites, vitamins, hormones, prostaglandins, toxins or various drugs, nucleosides and nucleotides.
Le terme "anticorps" inclut les anticorps polyclonaux ou monoclonaux, les anticorps obtenus par recombinaison génétique, et des fragments d'anticorps tels que des fragments Fab ou F(ab')2-The term "antibody" includes polyclonal or monoclonal antibodies, antibodies obtained by genetic recombination, and antibody fragments such as Fab or F (ab ') 2-
Le terme " antigène " désigne un composé susceptible de générer des anticorps.The term "antigen" denotes a compound capable of generating antibodies.
Le terme "protéine" inclut les holoprotéines et les hétéroprotéines comme les nucléoprotéines, les lipoprotéines, les phosphoprotéines, les métalloprotéines et les glycoprotéines aussi bien fibreuses que globulaires sous leur forme conformationnelle caractéristique.
Exemple 1 : Préparation de latex de Polv(N-isopropylacrylamide) ensemencéThe term "protein" includes holoproteins and heteroproteins such as nucleoproteins, lipoproteins, phosphoproteins, metalloproteins and both fibrous and globular glycoproteins in their characteristic conformational form. Example 1: Preparation of seeded Polv (N-isopropylacrylamide) latex
Un mélange de N-isopropylacrylamide (NIPAM) et de N'N- méthylène bisacrylamide (MBA) est dissous dans de l'eau desionisée, exempte d'oxygène dans un réacteur de 500 ml équipé d'une agitation mécanique, d'un réfrigérant, d'un thermocouple et sous atmosphère d'azote.A mixture of N-isopropylacrylamide (NIPAM) and N'N-methylene bisacrylamide (MBA) is dissolved in deionized water, free of oxygen in a 500 ml reactor equipped with mechanical stirring, a refrigerant , a thermocouple and under a nitrogen atmosphere.
Pour éliminer complètement l'oxygène de la phase monomère, la solution est mise sous agitation à 220 tours/min sous courant d'azote. La polymérisation est initiée par addition de 20 ml d'une solution aqueuse de persulfate de potassium (KPS) à 70°C, sous une vitesse d'agitation de 303 tours/min, la polymérisation est conduite pendant deux heures.To completely remove the oxygen from the monomer phase, the solution is stirred at 220 rpm under a stream of nitrogen. The polymerization is initiated by the addition of 20 ml of an aqueous solution of potassium persulfate (KPS) at 70 ° C., under a stirring speed of 303 rpm, the polymerization is carried out for two hours.
Le latex de Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) est ensuite purifié par des centrifugations et redispersions successives.The poly (N-isopropylacrylamide) latex (PNIPAM) is then purified by successive centrifugations and redispersions.
Un exemple des quantités de réactifs mis en présence est donné dans le tableau 1.An example of the quantities of reagents brought into contact is given in Table 1.
Tableau 1Table 1
Exemple 2 : Préparation de latex de Polv(N-isopropylacrylamide) comportant des groupes fonctionnels nitrile à la surfaceExample 2 Preparation of Polv (N-isopropylacrylamide) latex comprising nitrile functional groups on the surface
Le latex de Poly(N-isopropylacrylamide) ensemencé est désoxygéné par purge par l'azote pendant 30 minutes à 40°C.The seeded Poly (N-isopropylacrylamide) latex is deoxygenated by purging with nitrogen for 30 minutes at 40 ° C.
De l'eau desionisée et exempte d'oxygène est placée dans un réacteur de 100 ml équipé comme dans l'exemple 1 , également désoxygéné par purge à l'azote pendant 20 minutes, puis, une solution aqueuse d'acrylonitrile est ajoutée dans le réacteur dans lequel l'addition d'azote est arrêtée.Deionized, oxygen-free water is placed in a 100 ml reactor equipped as in Example 1, also deoxygenated by nitrogen purging for 20 minutes, then an aqueous acrylonitrile solution is added to the reactor in which the addition of nitrogen is stopped.
Lorsque la température atteint 60°C une solution aqueuse de persulfate de potassium (KPS), l'amorceur, est ajoutée.
La prépolymérisation de l'acrylonitrile (AN) est poursuivie pendant 5 minutes sous agitation à 220 tours/min, puis la dispersion de Poly(N- isopropylacrylamide) (PNIPAM) préparée à l'exemple 1 , et exempte d'oxygène, est additionnée dans le réacteur fermé.When the temperature reaches 60 ° C. an aqueous solution of potassium persulfate (KPS), the initiator, is added. The prepolymerization of acrylonitrile (AN) is continued for 5 minutes with stirring at 220 rpm, then the dispersion of Poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) prepared in Example 1, and free of oxygen, is added in the closed reactor.
La réaction de polymérisation est ensuite poursuivie pendant deux heures.The polymerization reaction is then continued for two hours.
Le latex fonctionnalisé obtenu, est ensuite purifié selon la méthode décrite dans le mode opératoire précédent.The functionalized latex obtained is then purified according to the method described in the previous procedure.
Les quantités de réactifs mises en jeu dans cette préparation sont données dans le tableau 2 ci-dessous. Deux lots différents ont été préparés. Ils sont codés ZG-1 et ZG-2.The amounts of reagents involved in this preparation are given in Table 2 below. Two different batches were prepared. They are coded ZG-1 and ZG-2.
Tableau 2Table 2
*Teneur en solide du latex de PNIPAM : 6.37 % * Solid content of PNIPAM latex: 6.37%
Exemple 3 : Influence de la quantité d'acrylonitrile utilisée sur la taille des particulesExample 3 Influence of the Quantity of Acrylonitrile Used on the Size of the Particles
La taille des particules est mesurée en utilisant la mesure du diamètre par diffusion dynamique de la lumière.Particle size is measured using diameter measurement by dynamic light scattering.
Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau 3 ci- dessous.The results obtained are collated in Table 3 below.
On observe que les tailles des particules du latex portant le code ZG-1 à la fois à 20°C et à 45°C sont plus importantes que les tailles des particules du latex portant le code ZG-0.It is observed that the sizes of the latex particles carrying the code ZG-1 at both 20 ° C and 45 ° C are larger than the sizes of the latex particles carrying the code ZG-0.
Ces données permettent de conclure que les fonctions nitrile ont été introduites de façon prépondérante à la surface des particules de polymères.
Tableau 3These data make it possible to conclude that the nitrile functions have been introduced predominantly on the surface of the polymer particles. Table 3
DIAMETRE DES PARTICULES DE PNIPAM PORTANT DES FONCTIONS NITRILEDIAMETER OF PNIPAM PARTICLES CARRYING NITRILE FUNCTIONS
EN SURFACESURFACE
"Latex ensemencé de Poly(N-isopropylacrylamide)"Poly (N-isopropylacrylamide) seeded latex
Exemple 4 : Immobilisation d'un anticorps sur la surface de particules fonctionnalisées de Polv(N-isopropylacrylamide) par des fonctions nitrileEXAMPLE 4 Immobilization of an Antibody on the Surface of Functionalized Particles of Polv (N-isopropylacrylamide) by Nitrile Functions
Tous les essais d'adsorption ont été effectués dans des tubes Eppendorf de 2 ml.All adsorption tests were performed in 2 ml Eppendorf tubes.
Pour déterminer la quantité d'anticorps immobilisés (Ac) sur les particules de latex, la méthode classique de déplétion est utilisée.To determine the amount of immobilized antibodies (Ab) on the latex particles, the conventional method of depletion is used.
Un volume donné de particules de latex est additionné dans le tube avec un volume donné de solution d'anticorps puis complété avec une solution tampon (PBS) à 500 ml de volume final.A given volume of latex particles is added to the tube with a given volume of antibody solution and then made up with a buffer solution (PBS) to 500 ml of final volume.
Le mélange est ensuite agité à une température de 32°C pendant trois heures, puis centrifugé à 14 000 rpm à 20°C pendant 20 minutes pour séparer les particules de latex.The mixture is then stirred at a temperature of 32 ° C for three hours, then centrifuged at 14,000 rpm at 20 ° C for 20 minutes to separate the latex particles.
Afin de déterminer la concentration résiduelle d'anticorps dans le surnageant, celui-ci est extrait et analysé en utilisant un spectrophotomètre UVIKON. La quantité d'anticorps immobilisés (Ac) est calculée par différence entre la concentration initiale et résiduelle d'anticorps dans le surnageant selon l'équation suivante Ns = V[(Ci-Cf)/(M-S)] dans laquelle V est le volume de la solution en ml, Ci (mg-mf1) et Cf (mg-ml 1) les concentrations, initiale et finale, d'anticorps dans la solution, M (g) le poids S (m2g-1) les surfaces spécifiques des particules de latex.
Les résultats obtenus permettant de quantifier l'impact de la quantité de fonctions nitrile contenues dans les particules de latex PNIPAM fonctionnalisé sur l'immobilisation d'anticorps sont regroupés dans le tableau 4 ci-dessous.In order to determine the residual antibody concentration in the supernatant, it is extracted and analyzed using a UVIKON spectrophotometer. The quantity of immobilized antibodies (Ac) is calculated by difference between the initial and residual concentration of antibodies in the supernatant according to the following equation Ns = V [(Ci-Cf) / (MS)] in which V is the volume of the solution in ml, Ci (mg-mf 1 ) and Cf (mg-ml 1 ) the initial and final concentrations of antibodies in the solution, M (g) the weight S (m 2 g- 1 ) the specific surfaces of latex particles. The results obtained enabling the impact of the quantity of nitrile functions contained in the functionalized PNIPAM latex particles to be quantified on the immobilization of antibodies are collated in Table 4 below.
Tableau 4Table 4
EFFET DE LA QUANTITE DE FONCTIONS NITRILE CONTENUES DANS LES PARTICULES DE LATEX FONCTIONNALISEES SUR L'ADSORPTIONEFFECT OF THE QUANTITY OF NITRILE FUNCTIONS CONTAINED IN FUNCTIONALIZED LATEX PARTICLES ON ADSORPTION
D'ANTICORPS AC*ANTIBODIES AC *
Concentration initiale en anticorps dans la solution : 19.20 x 10- mg/ml, volume total 500 ul, temps d'interaction : 3 heures, température : 32°C.Initial antibody concentration in the solution: 19.20 x 10- mg / ml, total volume 500 μl, interaction time: 3 hours, temperature: 32 ° C.
a) Calculé selon l'équation 1 en utilisant la surface spécifique des deux latex fonctionnalisés (15.49 m g"1 et 10.18 m2g1 pour ZG2).
a) Calculated according to equation 1 using the specific surface of the two functionalized latexes (15.49 mg "1 and 10.18 m 2 g 1 for ZG2).