De nouveaux arylthiophènes, soit le 4-(thièn-3-yl)benzènethiol (3TPT) et le 4-(thièn-3-yl)benzylthiol (3TBT) ont été synthétisés, électrodéposés et électropolymérisés sur un substrat d'or. L'objectif de ce projet était de former des monocouches organiques conjuguées dont la conductivité serait modulée par un évènement de reconnaissance moléculaire (par l'utilisation de bioconjugués) ou atomique (tel que la complexation de métaux divalents avec des groupements carboxylates). Des arylthiols, soit le thiophénol (TP), le diphénylthiol (DPT) et le p-dithiophénol (p-DTP) ont été utilisés comme composés modèles afin de mettre au point une méthode de déposition électrochimique efficace générant des monocouches complètes et organisées. Le p-DTP a été utilisé comme modèle dans le transport électronique à cause de la délocalisation des électrons-π dans le système aromatique et aussi de par sa possibilité de former des fils moléculaires. L'électrodéposition oxydative de ces arylthiols et arylthiophènethiols génère un taux de recouvrement élevé et reproductible comparativement à l'adsorption spontanée. Des études XPS ont suggérées que l'adsorption des arylthiophènethiols se fait par le soufre lié au noyau benzène tandis que le soufre du thiophène demeure libre. Dans le cas du p-DTP où il y a présence de deux soufres aromatiques, les études XPS indiquent que seulement un des deux soufres est lié à la surface. L'ajout d'une fonction méthylène d'espacement entre le noyau aromatique et la fonction d'ancrage thiol augmente la libre rotation des molécules et génère des taux de recouvrement plus élevés. Les monocouches électrodéposées de p-DTP se polymérisent linéairement de manière à former des fils moléculaires d'environ six unités. Les monocouches de 3TPT et de 3TBT ont été polymérisées oxydativement et efficacement par les carbones en alpha du soufre du thiophène. Dans ce type de polymère de surface, les électrons peuvent voyager autant perpendiculairement et parallèlement à la surface conductrice grâce au système totalement conjugué. Une copolymérisation mixte a aussi été faite, c'est-à-dire entre les unités adsorbées et un thiophène fonctionnalisé en solution, soit le 3-acétonitrilethiophène (3ACNT). Les résultats XPS indique que ce type de copolymérisation de surface forme des fils moléculaires ce qui contraste avec ce qui a été observé pour polymérisation entre les adsorbats. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Nanotechnologies, Chimie interfaciale, Électropolymérisation, Spectroscopie, Thiophènes, Monocouches organiques conductrices.

L'affinité entre les sucres et les cellules, protéines et bactéries est utilisée dans le développement de biocapteurs pour différentes maladies telle que la fibrose kystique. Dans cette étude un biocapteur plurifonctionnel est réalisé en combinant des dendrimères et des nanoparticules d'or ou surface d'or. Ce biocapteur a été utilisé pour la reconnaissance spécifique de la lectine Con A et de la bactérie E. coli qui a des récepteurs pour le mannose. La synthèse consiste en l'adsorption de dendrimères de poly(amido amine) (PAMAM) ayant un coeur de cystamine à la surface des nanoparticules d'or. Ensuite, les amines terminales des dendrimères sont modifiées avec des sucres (mannose ou galactose) et des molécules fluorescentes (fluorescéine ou tétraméthylerhodamine). La caractérisation par IR, UV-Vis et TGA a été effectuée pour confirmer la composition des dendrimères et pour déduire la taille des nanoparticules d'or inférieure à 2 nm. La dispersion angulaire de la lumière a été utilisée pour mesurer l'agrégation des particules en milieu aqueux. Il a été vu que l'agglomération de poly(amido amines) est 2 à 4 fois plus importante de l'agglomération des nanoparticules d'or recouvertes de poly(amido amines). Les nanoparticules plurifonctionnelles Au-PAMAM-mannose-fluorescéine synthétisées dans cette étude ont permis la détection de la bactérie E. coli par microscopie confocale. Les particules modifiées avec du mannose forment avec les bactéries des agglomérats fluorescents. La reconnaissance de la lectine Concanavaline A a aussi été possible. Peu après le mélange de Au-PAMAM-mannose-fluorescéine avec cette lectine, des complexes insolubles colorées et fluorescents sont formées. La réversibilité de cette interaction a été démontrée en additionnant des excès de D-mannose qui dissout le précipité. Par contre, les particules modifiées avec du galactose ne reconnaissent ni les bactéries E. coli, ni Con A, ce qui démontre la spécificité du biocapteur. Dans une deuxième approche, l'adsorption oxydative des dendrimères sur un monocristal d'or (111) est effectuée. Les amines terminales sont modifiées avec du mannose et la détection spécifique de Con A est démontrée en utilisant la spectroscopie d'impédance électrochimique. La capacité diminue et la résistance augmente après que le monocristal modifié avec le PAMAM et mannose soit immergé dans une solution 0,1 M de Con A. La réversibilité de la réaction entre le mannose et Con A est utilisée ici pour déplacer la lectine de la surface du capteur et le rendre réutilisable. Le dernier travail porte sur l'utilisation de la microbalance de quartz dans le but d'augmenter la sensibilité du biocapteur en détectant le changement de masse suite à l'adsorption de protéines sur la surface modifiée. Cette méthode a permis la détection de Con A et WGA (agglutinine de germe de blé de Triticum vulgaris). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Biocapteur, Dendrimères, PAMAM, Nanoparticules d'or, E. coli, Lectines.