Detection of methotrexate using surface plasmon resonance biosensors for chemotherapy monitoring

Le méthotrexate (MTX), un agent anti-cancéreux fréquemment utilisé en chimiothérapie, requiert généralement un suivi thérapeutique de la médication (Therapeutic Drug Monitoring, TDM) pour surveiller son niveau sanguin chez le patient afin de maximiser son efficacité tout en limitant ses effets secondaires. Malgré la fenêtre thérapeutique étroite entre l’efficacité et la toxicité, le MTX reste, à ce jour, un des agents anti-cancéreux les plus utilisés au monde. Les techniques analytiques existantes pour le TDM du MTX sont coûteuses, requièrent temps et efforts, sans nécessairement fournir promptement les résultats dans le délai requis. Afin d’accélérer le processus de dosage du MTX en TDM, une stratégie a été proposée basée sur un essai compétitif caractérisé principalement par le couplage plasmonique d’une surface métallique et de nanoparticules d’or. Plus précisément, l’essai quantitatif exploite la réaction de compétition entre le MTX et une nanoparticule d’or fonctionnalisée avec l’acide folique (FA-AuNP) ayant une affinité pour un récepteur moléculaire, la réductase humaine de dihydrofolate (hDHFR), une enzyme associée aux maladies prolifératives. Le MTX libre mixé avec les FA-AuNP, entre en compétition pour les sites de liaison de hDHFR immobilisés sur une surface active en SPR ou libres en solution. Par la suite, les FA-AuNP liées au hDHFR fournissent une amplification du signal qui est inversement proportionnelle à la concentration de MTX. La résonance des plasmons de surface (SPR) est généralement utilisée comme une technique spectroscopique pour l’interrogation des interactions biomoléculaires. Les instruments SPR commerciaux sont généralement retrouvés dans les grands laboratoires d’analyse. Ils sont également encombrants, coûteux et manquent de sélectivité dans les analyses en matrice complexe. De plus, ceux-ci n’ont pas encore démontré de l’adaptabilité en milieu clinique. Par ailleurs, les analyses SPR des petites molécules comme les médicaments n’ont pas été explorés de manière intensive dû au défi posé par le manque de la sensibilité de la technique pour cette classe de molécules. Les développements récents en science des matériaux et chimie de surfaces exploitant l’intégration des nanoparticules d’or pour l’amplification de la réponse SPR et la chimie de surface peptidique ont démontré le potentiel de franchir les limites posées par le manque de sensibilité et l’adsorption non-spécifique pour les analyses directes dans les milieux biologiques. Ces nouveaux concepts de la technologie SPR seront incorporés à un système SPR miniaturisé et compact pour exécuter des analyses rapides, fiables et sensibles pour le suivi du niveau du MTX dans le sérum de patients durant les traitements de chimiothérapie. L’objectif de cette thèse est d’explorer différentes stratégies pour améliorer l’analyse des médicaments dans les milieux complexes par les biocapteurs SPR et de mettre en perspective le potentiel des biocapteurs SPR comme un outil utile pour le TDM dans le laboratoire clinique ou au chevet du patient. Pour atteindre ces objectifs, un essai compétitif colorimétrique basé sur la résonance des plasmons de surface localisée (LSPR) pour le MTX fut établi avec des nanoparticules d’or marquées avec du FA. Ensuite, cet essai compétitif colorimétrique en solution fut adapté à une plateforme SPR. Pour les deux essais développés, la sensibilité, sélectivité, limite de détection, l’optimisation de la gamme dynamique et l’analyse du MTX dans les milieux complexes ont été inspectés. De plus, le prototype de la plateforme SPR miniaturisée fut validé par sa performance équivalente aux systèmes SPR existants ainsi que son utilité pour analyser les échantillons cliniques des patients sous chimiothérapie du MTX. Les concentrations de MTX obtenues par le prototype furent comparées avec des techniques standards, soit un essai immunologique basé sur la polarisation en fluorescence (FPIA) et la chromatographie liquide couplée avec de la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour valider l’utilité du prototype comme un outil clinique pour les tests rapides de quantification du MTX. En dernier lieu, le déploiement du prototype à un laboratoire de biochimie dans un hôpital démontre l’énorme potentiel des biocapteurs SPR pour utilisation en milieux clinique.

Novel Hetrocyclic Constructions Mediated by Nucleophilic Carbenes and Related Chemistry

The thesis entitled novel heterocyclic constructions mediated by nucleophilic carbenes and related chemistry, embodies the results of the investigations carried out to explore the reactivity patterns of the 1:1 zwitterions, generated in situ from various nucleophilic carbenes and DiMethyl AcetyleneDicarboxylate(DMAD) towards aldehydes and ketones. The traditional synthesis of complex organic molecules employs stepwise formation of bonds and involves multiple steps. Besides the sequential synthesis, in several instances, the desired product can also be obtained in one pot reactions of three or more starting compounds. Such reactions in which more than two starting materials react to form a product in such a way that the majority of the atoms of the starting materials can be found in the products are called multicomponent reactions(MCRs). The results of our investigations on the application of N-heterocyclic carbenes in multicomponent reaction with DMAD and aromatic aldehydes leading to the one pot synthesis of 2-oxy-maleate and furanone derivatives. It is interesting to note that dihydrofuran and lactone motifs are present in a number of biologically active natural products and other heterocyclic compounds. It is conceivable that the novel multicomponent reactions described herein will find application in the synthesis of a variety of heterocyclic compounds, and in natural product synthesis.

Novel1, 3-Dipolar Cycloaddition Reactions of Acyclic Carbonyl Ylides and Related Chemistry

The thesis entitled novel 1,3-dipolar cycloaddition reactions of acyclic carbonyl ylides and related chemistry embodies the results of the investigations carried out to explore the reactivity of acyclic carbonyl ylides,generated by the reaction of dicarbomethoxy carbine and aldehydes towards dipolarophiles such as activated styrenes,1,2-and 1,4-quinones. In conclusion ,we have explored the reactivity pattern of acyclic carbonyl ylides derived from dicarbomethoxycarbene and aldehyde towards activated styrenes with a view to develop a stereoselective synthesis of highly substituted tetrahydrofuran derivatives. It was also found that the ylide could be trapped by various 1,2-and 1,4-diones to form dioxolane derivatives. It is noteworthy that the cycloaddition is highly region- and stereoselective. With isatins the ylide preferentially adds to the more electrone deficient carbonyl group making it regiospecific. Hetrocyclic compounds are of pivotal importance in organic chemistry, and enormous efforts have been devoted to develop new methodologies for their synthesis. It is noteworthy in this context that, 1,3-dipolar cycloaddition reaction,otherwise called Huisgen reaction, constitutes one of the most efficient methods for the synthesis of five membered heterocycles. Among the various dipoles, carbonyl ylides have received substiancial attention in recent years largely due to their utility in the synthesis of a wide range of oxygen hetrocycles, which are often found as structural subunits of many bioactive natural products.

Structural And Surface Morphological Investigation Of Formation Stages Of Highly (002) Oriented Zno Films On Glass Substrates By Spray Pyrolysis Method

ZnO thin films were coated on amorphous glass substrate at various temperatures in the range 160-500 0C by spray pyrolysis method. The as deposited films were characterised by using XRD and SEM. Wurtzite phase of ZnO was formed at a substrate temperature of 400 0C, highly oriented (002) phase was developed with respect to increase of substrate temperature from 450 to 500 0C. Morphological and growth mode of these films were analyzed with respect to structural orientation of films from wurtzite to highly (002) oriented phase. Present study reveals that substrate temperature was one of the important parameters which determine the crystalline quality, population of defects, grain size, orientation and morphology of the films

AS and A2 chemistry exam board OCR A : complete revision and practice.

Libro de texto para el nivel AS y A2 en el área de química según la especificación de OCR (Oxford Cambridge and RSA Examinations). Contiene las siguientes materias: átomos, electrones, tabla periódica, conceptos básicos e hidrocarbonos, alcoholes, haloalcanos y análisis, energía, aminos y ácidos, polímeros y síntesis, niveles, equilibrio y ph y elementos de transición. Al final de cada módulo se incluyen preguntas para evaluar la evolución de los conocimientos adquiridos (con soluciones en las últimas páginas del libro).

AS and A2 chemistry exam board AQA : complete revision and practice.

Libro de texto para el nivel AS y A2 en el área de química según la especificación de AQA (Assessment and Qualifications Alliance). Contiene las siguientes materias: estructura atómica, enlaces químicos y periodicidad, química orgánica y alcanos, energética, cinética, elementos y reacciones, grupo carbonilo, síntesis y análisis, termodinámica, equilibrio redox, metales de transición y reacciones inorgánicas. Al final de cada módulo se incluyen preguntas para evaluar la evolución de los conocimientos adquiridos por los alumnos (con soluciones en las últimas páginas del libro).

OCR (B) Salters AS - A2 Units F333 and F336 Chemistry : chemistry in practice and individual investigation.

Guía de revisión y apoyo para alumnos de educación secundaria de segundo ciclo que estén realizando el curso del OCR (Oxford Cambridge and RSA Examinations) en los niveles AS y A2 del área de química. Está estructurada en cuatro secciones que presentan una serie de consejos generales sobre cuestiones relacionadas con el trabajo práctico (obtención, registro y proceso de resultados en experimentos prácticos), un apartado de orientación para la realización de investigaciones individualizadas, un apéndice con algunos temas de teoría útiles en la investigación, y una sección final con las soluciones a las preguntas y ejercicios que aparecen a lo largo del libro.

Edexcel AS - A2 Units 3 and 6 Chemistry : chemistry laboratory skills.

Guía de apoyo para alumnos de educación secundaria de segundo ciclo que sigan la especificación de Edexcel en los niveles AS y A2 del área de química. Su objetivo es la consecución de las habilidades de laboratorio necesarias para la realización de experimentos a lo largo del curso (competencia práctica, observaciones cualitativas en compuestos orgánicos e inorgánicos, medición cuantitativa, preparación de compuestos orgánicos e inorgánicos). Incluye comentarios de un examinador explicando las respuestas de los ejercicios y destacando los errores más comunes, y una sección con ejemplos y soluciones de experimentos, ejercicios y preguntas que los alumnos pueden encontrar en el curso.

AQA A2 Unit 4 Chemistry : kinetics, equilibria and organic chemistry.

Guía de apoyo para alumnos de educación secundaria de segundo ciclo que sigan la especificación de AQA (Assessment and Qualifications Alliance) en el nivel A2 del área de química. Está dividida en tres secciones: una introducción con consejos y técnicas para la realización del examen; una guía de contenido con los principales conceptos y temas (cinética, equilibrio, ácidos y bases, nomenclatura e isomería en química orgánica, compuestos del grupo carbonilo, química aromática, aminas, aminoácidos, polímeros, análisis y síntesis orgánica y determinación de estructura); y una sección con preguntas de examen y respuestas comentadas por un examinador.

OCR (A) AS - A2 Units F323 and F326 Chemistry : practical skills in chemistry.

Guía de apoyo para alumnos de educación secundaria de segundo ciclo que realicen el curso del OCR (Oxford Cambridge and RSA Examinations) en los niveles AS y A2 del área de química. Está estructurada en una introducción con consejos generales sobre el uso de la guía y la realización de trabajos prácticos, y tres secciones dedicadas a la realización de experimentos: tareas cualitativas (observar los resultados de un experimento, registrarlos y realizar inferencias simples), tareas cuantitativas (desarrollar un experimento, realizar mediciones, registrar los resultados y usarlos para sacar una conclusión), y tareas de evaluación (interpretando los resultados y valorando los puntos débiles del procedimiento usado y las medidas tomadas). Se incluyen ejemplos en cada sección.

Fuzzy set Theory and Quantum Chemistry

Es discuteixen breument algunes consideracions sobre l'aplicació de la Teoria dels Conjunts difusos a la Química quàntica. Es demostra aqui que molts conceptes químics associats a la teoria són adequats per ésser connectats amb l'estructura dels Conjunts difusos. També s'explica com algunes descripcions teoriques dels observables quàntics es potencien tractant-les amb les eines associades als esmentats Conjunts difusos. La funció densitat es pren com a exemple de l'ús de distribucions de possibilitat al mateix temps que les distribucions de probabilitat quàntiques

Stability lobes diagram identification and surface roughness monitoring in milling processes

La millora de la productivitat i la qualitat són indubtablement dues de les principals exigències del sector productiu modern i factors clau per la competitivitat i la supervivència. Dins aquest sector,la fabricació per arrancada de material juga encara avui en dia un paper protagonista tot i l'aparició de noves tècniques de conformat per addició.Indústries com l'aeronàutica, l'automobilística,la del motlle o l'energètica, depenen en bona part de les prestacions de les màquines-eina. Aquesta Tesi aborda dos aspectes rellevants quan es tracta de millorar de la productivitat i la qualitat del sector productiu: el problema del fimbrament, més conegut per la denominació anglosaxona chatter,i la monitorització de la rugositat superficial en el mecanitzat a alta velocitat.