Bioanalyse

Bioanalyse

Identification, quantification et caractérisation de biomolécules

En Europe, les médicaments fabriqués avec des biotechnologies doivent satisfaire à la monographie « Produits fabriqués par des techniques de recombinaison de l'ADN » de la pharmacopée européenne. Les méthodes d'analyse pour identifier, quantifier et caractériser les biomolécules sont nettement différentes de celles de l'analyse classique de composés organiques relativement petits. Cela a donné naissance à une branche de l'analyse : la bioanalyse.

En tant que laboratoire mandaté en Suisse certifié BPF et accrédité par la FDA, les Laboratoires UFAG ont établi des méthodes bioanalytiques pour les protéines. Le portefeuille comprend entre autres des méthodes par électrophorèse comme la SDS-PAGE, la FIE et leur combinaison en 2D, des techniques de transfert (transfert de protéines) ainsi que la détermination de la composition des acides aminés.

Vous voulez savoir si ces méthodes d'analyse conviennent à vos produits?

 

Nous serons ravis de vous conseiller.

Lisez ce qui suit pour savoir quels sont les points qui vous concernent, ou bien contactez-nous.


Bioanalyse et analyse classique : les particularités des biomolécules

Bioanalyse : électrophorèse sur gel
Bioanalyse : électrophorèse sur gel

Les protéines et les peptides sont constitués de chaînes d'acides aminés qui sont reliées par des liaisons peptidiques. La séquence des acides aminés détermine ce que l'on appelle la structure primaire. Les éléments structurels réguliers d'une chaîne polypeptidique comme l'hélice α ou le feuillet β constituent la structure secondaire, tandis que la structure tridimensionnelle de l'ensemble de la chaîne représente la structure tertiaire. Si une protéine est constituée de plusieurs chaînes polypeptidiques qui sont reliées par exemple par des ponts disulfures, on parle de structure quaternaire. Des composants non peptidiques comme des éléments, des oses ou des monomères de lipides peuvent également y contribuer.

La structure tridimensionnelle d'une protéine active est définie avec exactitude et est essentielle à sa fonction. Elle n'est stable sur le plan thermodynamique que dans une plage de paramètres chimiques et physiques définie. Les modifications de température, de pH ou de force ionique peuvent dénaturer une protéine. Celle-ci perd alors son activité. La dénaturation peut être permanente ou réversible. La structure tridimensionnelle de l'ADN et de l'ARN, comme celle des protéines, n'est stable qu'au sein de limites physiques et chimiques établies. Là aussi, des modifications peuvent provoquer une dénaturation réversible ou permanente. La structure, la taille et la sensibilité des biomolécules expliquent pourquoi les méthodes d'analyse classiques ne sont pas utilisables ou seulement de façon limitée.

Analyse de biomolécules

La chimie analytique doit résoudre différentes problématiques. On pourrait grossièrement les répartir en quatre catégories :

  • Analyse qualitative d'un mélange de composés (composition qualitative, mise en évidence, pureté)
  • Analyse qualitative d'un composé pur (identification)
  • Analyse quantitative d'un composé donné dans un mélange (quantification sélective, teneur, pureté)
  • Détermination de la structure d'un composé pur (détermination de sa constitution, configuration, conformation)

Un grand nombre de méthodes analytiques en analyse classique remplissent ces tâches. Pour les molécules biologiques, elles atteignent cependant leurs limites à cause du poids moléculaire élevé et de la stabilité conditionnée. Les méthodes de la bioanalyse, qui tiennent compte de ces paramètres, ont été développées et améliorées ces dernières décennies, et notamment les méthodes par électrophorèse. L'électrophorèse sur gel en unidimensionnelle ou bi-dimensionnelle, avec ou sans dénaturation (par exemple SDS-PAGE), l'électrophorèse capillaire, la focalisation isoélectrique (FIE) et les techniques de transfert qui y sont liées (par exemple le transfert de protéines) sont devenues des normes.

Les protéines, l'ADN et l'ARN sont constitués d'un grand nombre de monomères qui sont liés les uns aux autres. Leur séquençage est donc un nouveau paramètre d'une importance capitale pour caractériser une biomolécule. Des méthodes à cette fin ont été développées et optimisée, de sorte qu'aujourd'hui, les appareils de laboratoire réalisent ces analyses automatiquement par criblage à haut débit.

Vue d'ensemble des problématiques analytiques

Le tableau donne un aperçu des problématiques analytiques ainsi qu'une comparaison entre les méthodes couramment employées en analyse classique et en bioanalyse. La liste n'est pas exhaustive, mais elle rend la différence explicite.

Tâches analytiques Analyse classique Petites molécules Bioanalyse ADN/ARN Bioanalyse Protéines
Analyse qualitative d'un mélange de composés Chromatographie en phase gazeuse (CPG) Chromatographie en phase liquide
(HPLC, UPLC)
Électrophorèse capillaire Électrophorèse sur gel Électrophorèse sur gel 2D Spectrométrie de masse MALDI-TOF Électrophorèse sur gel Focalisation isoélectrique Électrophorèse sur gel 2D
Analyse qualitative d'un composé pur Spectrométrie de masse RMN PCR Puces à ADN Composition d'acides aminés Digestion trypsique avec électrophorèse sur gel finale Spectrométrie de masse MALDI-TOF Spectrométrie de masse ESI
Analyse quantitative d'un composé donné dans un mélange Chromatographie en phase gazeuse (CPG) Chromatographie en phase liquide
(HPLC, UPLC) chimique
Électrophorèse capillaire PCR en temps réel Puces à ADN Biocapteur Épreuve biologique (par exemple ELISA, RIA) Biocapteur
Détermination de la structure d'un composé pur RMN Spectrométrie de masse Spectroscopie IR Cristallographie aux rayons X Séquençage d'ADN RMN Cristallographie aux rayons X Microscope électronique Séquençage d'acides aminés RMN Cristallographie aux rayons X Microscope électronique

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Nos prestations en détail :

L'électrophorèse dans les bioanalyses
L'électrophorèse dans les bioanalyses
  • Conseil en bioanalyse
  • SDS-PAGE (électrophorèse en gel de polyacrylamide contenant du laurylsulfate de sodium)
  • FIE (focalisation isoélectrique)
  • Combinaison 2D entre SDS-PAGE et FIE
  • Transfert de protéines
  • Combinaison SDS-PAGE/FIE et transfert de protéines
  • Analyses d'acides aminés
  • Autres prestations selon cahier des charges ou sur demande

interlocuteur

vente pharmaceutique

Michael Trösch Chimiste

Tel. +41 58 434 42 00 Fax +41 58 434 42 01 service@ufag-laboratorien.ch

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