ELABORATION ET ETUDE DE PROPRIETES DES GELS ET MONOLITHES UTILISES DANS LES SYSTEMES DE SEPARATION DES PROTEINES

Abstract

RESUME Cette thèse comporte plusieurs parties. La première partie porte sur l'étude des colonnes capillaires à base de polymère pour répondre aux tendances actuelles à concevoir des dispositifs de séparation des protéines miniaturisés. Le chapitre 1 est consacré (LMA) et leurs caractérisations morphologiques et hydrodynamiques. Les résultats préliminaires concernent une étude de morphologique à sec par microscopie électronique à balayage. L'étude des propriétés hydrodynamiques met l'accent sur la composition du mélange de polymérisation, la nature et la composition de l'éluant (eau/ACN) à travers les différentes colonnes préparées et les protocoles d'injection de la phase mobile lors d'une expérience de séparation. Ces études ont permis de déterminer la perméabilité du monolithe ainsi que le diamètre moyen des pores correspondant à différentes conditions expérimentales (composition de la phase mobile, débit utilisé, protocole d'injection de la phase mobile, composition du mélange polymérisation). Dans une la synthèse, en électrophorèse de gels de PAAm modifiés par l'ajout d'un polysaccharide, le dextran avec pour objectif de trouver un substitut aux gels commerciaux comme le Duracryl. L'accent est mis sur les effets de la masse molaire du dextran et sa concentration. La cinétique de polymérisation a été suivie en analysant la variation de l'absorbance en fonction du temps mesurée par spectroscopie UV-visible. Comme il s'agit d'une polymérisation exothermique, la cinétique de réaction a été également étudiée en mesurant la variation de la température en fonction du temps. Le gonflement des gels synthétisés a été analysé dans l'eau déionisée et dans la solution tampon pour mimer le liquide physiologique dans lequel les protéines trouvent un milieu favorable pour leur solubilisation. Les applications des gels synthétisés ont été montrées en utilisant la technique de séparation des protéines de type SDS- PAGE. Dans la dernière partie de cette thèse, nous considérons la cinétique de polymérisation qui est décrite par un modèle dit de double réaction. La cinétique de séparation de phases est décrite par le modèle de Cahn- Hilliard_Cook développé dans le cas des alliages métalliques et adapté aux mélanges à base de polymères.ABSTRACT This thesis is comprised of several parts. The first part is a review of the synthesis, characteriza tion and applications of polymer based capillary columns for protein separation by micro chromatography techniques. Chapter 2 is devoted to the experimental investigation of monolithic columns based on lauryl methacrylate, synthesis, morphology characterization and hydrodynamics. Preliminary results concern a study of morphology in the dry state using scanning electron microscop y and a study of hydrodynamic properties focusing on the effects of composition, the nature of eluant and its composi tion (water and ACN) through different synthesized columns and eluant injection protocole. This investigation allowed us to determine the permeability of the monolith and the mean diameter of pores obtained under a variety of experimental conditions (composition of the mobile phase, flow rate, injection protocol of eluant, composition of the polymerization mixt ure). In the second part, we present the synthesis, characterization and applications by gels via electrophoresis of PAAm gels mo dified by adding the polysaccharide Dextran. The aim was to find a substitute to the commercial gel Duracryl. The emphasis was on the effects of molecular weight and concentration of dextran. Kinetics of polymerization was monitored by analyzing the time dependent absorbance as measured by UV-visible spectroscopy. Since one deals with an exothermic polymerization, the kinetics can be monitored with the time temperature variations. The swelling of synthesized gels was investigated in de-ionized water and in the buffer solution to mimic the physiological fluid in which proteins are embedded. Applications of those gels were demons trated through SDS-PAGE technique. In the last part of this thesis, we were interested on the modeling of the kinetics of polymerization and phase separation using the celebrated Cahn-Hilliard-Cook theories adapted to polymers composites from metal alloys.