Synthèse de sondes lanthanidiques luminescentes : applications au marquage covalent et à la détection de biomolécules.

Thanks to their unique luminescence properties lanthanide chelates are often used as non-radioactive markers in a wide variety of applications such as diagnostics, research and high-throughput screening. Since they are known to have long decay-time luminescence (from few μs up to several ms) lanthanide chelates turn out to be ideal labels for time-resolved fluorometric assays. These methods are highly sensitive by reducing the background significantly compared to traditional prompt fluorescence measurements. Moreover one of the challenges in the design of luminescent lanthanide tags dedicated to bioanalyses and bioimaging applications, is to get an excitation wavelength as high as possible (especially wavelengths around or above 350 nm) since biomolecules are usually damaged by UV light. An Eu(III) chelate based on an original bis-pyridinylpyrazine structure has been synthesized and posseses an absorption maximum around 345 nm, which is significantly red-shifted in comparaison with commercial terpyridine-based Eu(III) chelate. Further amine derivatisation with homo-bifunctional cross-linking reagents allowed monoclonal antibodies labelling. The second aim of this work is to develop a new photoreactive lanthanide luminescent probe to specifically detect and react covalently with tagged proteins (polyHis or polyAsp) in order to determine in cellulo their distribution and their interactions with other proteins. Ideally, the recognition step would occur between the tag and the lanthanide cation followed by the covalent attachment event through photoactivation. This would result in a modulation of the signal emitted by the probe. To this end lanthanide chelates based on benzophenones, azido-coumarins and quinolinones were synthesized.Les complexes de lanthanides, grâce à un temps de décroissance de luminescence élevé, sont parmi les sondes les plus sensibles puisqu'ils permettent une mesure de luminescence en temps résolu. Ces complexes sont à la base de certaines technologies permettant, in vitro et/ou in cellulo, la détection d'interactions entre biomolécules et/ou leur quantification et localisation. Elaborer des complexes de lanthanides présentant un maximum d'absorption au-delà de 350 nm reste un des défis majeurs alors qu'à ces rayonnements UV le matériel biologique se dégrade moins. Un chélate luminescent d'Eu(III) fondé sur une structure original bis-pyridinylpyrazine possédant un maximum d'absorption à 345 nm, stable jusqu'à 355 nm, a été synthétisé. Un analogue portant une fonction bioconjugable a permis, après activation par un réactif de couplage homo-bifonctionnel, de marquer des anticorps anti c-myc et anti HA. La deuxième partie du projet porte sur le développement de sondes lanthanidiques photoréactives capables de détecter spécifiquement, puis de s'accrocher de façon covalente à des protéines d'intérêt taguées (polyHis ou polyAsp), afin de suivre leur trafic cellulaire et leurs interactions avec d'autres biomolécules. Idéalement, l'étape de reconnaissance devrait avoir lieu entre l'étiquette et le cation métallique suivi par l'accrochage covalent initié par photoactivation. Ceci devrait conduire à une modulation du signal émis par le marqueur lanthanidique. Pour ce faire, différents complexes comportant des benzophénones, azido-coumarines ou quinolinones ont été synthétisés