9.4 Adhésion contrôlée de billes : dynamique en adhésion des billes observées
9.4.6 Régimes d’adhésion
Ces régimes sont caractérisés par des vitesses appartenant aux populations V
arrêt,V
−.
Dans un premier temps, on a tracé le pourcentage du nombre de régimes se trouvant dans
la populationV
arrêten fonction du rayon en faisant varier la concentration en imidazole et
la valeur du taux de cisaillement : figure 9.36. On observe clairement une décroissance du
pourcentage des régimes appartenant à la populationV
arrêten fonction du rayon des billes.
Comme précédemment et comme lors des expériences de détachement, les billes les plus
grosses sont soumises à une plus grande force hydrodynamique et vont avoir moins tendance
Chapitre 9
F
IG. 9.35 – Variation du pourcentage du nombre de régimes dont les vitesses sont rangées
dans la population V
+en fonction du cisaillement pour une concentration en imidazole de
450 mM.
F
IG. 9.36 – Variation du pourcentage des régimes appartenant à la populationV
arrêten
fonc-tion du rayon des billes. Les ronds correspondent à un taux de cisaillement de 15.9 s
−1et
les carrés correspondent à un taux de cisaillement de 34.9 s
−1. Les symboles en clair
corres-pondent à une concentration en imidazole de 100 mM. Les symboles pleins correscorres-pondent
à une concentration en imidazole de 200 mM.
à être arrêtées sur la surface. De plus, on constate qu’une augmentation du cisaillement
in-duit une baisse du pourcentage : une augmentation du cisaillement entraîne une hausse des
forces hydrodynamiques ressenties par les billes. Ainsi, en tirant plus fort sur les billes, on
les oblige à être moins souvent adhérées de façon ferme (vitesse nulle). Enfin, les symboles
clairs, ([Imi]=100mM), sont toujours au-dessus des symboles pleins ([Imi]=200mM).
L’imi-dazole influence directement le nombre de liens pouvant être formés entre le substrat et les
billes. Une augmentation de la concentration en imidazole entraîne une baisse du nombre
Vésicules et billes en adhésion faible sous écoulement
de récepteurs sur les billes et favorise donc la déadhésion.
Dans un deuxième temps, on a observé la dépendance au rayon des vitesses médianes
déter-minées sur les histogrammes des billes appartenant à la population V
−. On a tracé la vitesse
médiane en fonction du rayon pour les différents taux de cisaillement appliqués. Le résultat
est présenté sur la figure 9.37. On n’observe pas de réelle tendance pour la variation de la
F
IG. 9.37 – (a) : variation de la vitesse médiane déterminée sur les histogrammes de billes
ap-partenant à la population V
−. (b) : évolution du logarithme de la vitesse médiane moyennée
sur les rayons en fonction du taux de cisaillement pour différentes concentrations
d’imida-zole. Pour les deux images :◦:[Imi] =100 mM et ˙γ =15.9 s
−1,:[Imi] =200 mM et ˙γ
=15.9 s
−1,•:[Imi] =100 mM et ˙γ =34.98 s
−1,:[Imi] =200 mM et ˙γ =34.98 s
−1.Î:
[Imi] =450 mM et ˙γ =3.9 s
−1vitesse médiane en fonction du rayon. On moyenne alors les vitesses médianes, et on
s’in-teresse alors au rôle du taux de cisaillement sur les vitesses médianes. On a tracé la variation
de cette moyenne en fonction du cisaillement appliqué pour les différentes concentrations
d’imidazole utilisées (figure9.37(b)). Premièrement, on observe une légère augmentation de
cette moyenne quand on augmente le cisaillement : une hausse du cisaillement augmente les
forces hydrodynamiques et donc plus on tire sur la bille et plus elle va vite. Cet effet a déjà été
observé [Rodgers et al., 2000],[Brunk and Hammer, 1997]. Ensuite, l’augmentation de la
concentration en imidazole entraîne elle aussi une augmentation des vitesses moyennes.On
peut supposer que l’augmentation de la concentration en imidazole va induire une baisse du
nombre de liaisons qui s’accompagne alors de déplacements à des vitesses plus grandes. Pour
des concentrations en imidazole de 450 mM, seul un flux de 3.9 s
−1permet d’obtenir des
vitesses en adhésion.
Il reste du travail pour analyser les histogrammes de distributions des temps des régimes,
ainsi que la fréquence de changement de régime qui est directement reliée au nombre de
ré-gimes que nous déterminons. Ainsi, par exemple, on peut s’attendre, pour un cas de forte
Chapitre 9
adhésion, à ce que les billes se déplacent très lentement et changent rarement de régime. Par
contre, si on ajoute de l’imidazole, alors, on peut se retrouver dans des cas où le nombre
de changements de régime est maximal. Enfin, pour des concentrations élevées en
imida-zole, l’adhésion n’est presque plus possible et alors les objets vont se déplacer rapidement en
changeant peu de régime.
9.4.7 Conclusion
En utilisant un unique couple récepteur/ligand et en faisant varier la quantité
d’imida-zole injectée, on a réussi à obtenir différents comportements de billes : des billes en adhésion
très forte, qui sont arrêtées (vitesse nulle ou inférieure à 0.1µm/s), des billes présentant des
déplacements en adhésion, et sans adhésion. Les expériences en RICM ont permis de définir
un critère sur les vitesses permettant la caractérisation de l’état d’adhésion d’un objet : si la
vitesse de déplacement est supérieure à 50 % de la vitesse de Goldman à une hauteur de 50
nm alors l’objet n’adhère pas, sinon il adhère. Cette étude a aussi mis en évidence le rôle des
petites déformations des billes d’agarose et de la rugosité de ces billes, entraînant des
fluc-tuations de la hauteur, flucfluc-tuations beaucoup moins importantes que celles observées sur les
vésicules géantes.
Ce critère a ensuite permis l’étude du mouvement des billes sur des échelles de temps et
d’es-pace plus grandes. Le déplacement des billes est découpé en suite de régimes qui sont rangés
dans trois catégories en utilisant le critère précédemment cité : les régimes en non-adhésion
sont rangés dans la population v
+, les régimes en adhésion ferme sont rangés dans la
popu-lationV
arrêtet les autres vont dans la population V
−. L’étude du pourcentage des régimes
rangés dans la population V
+a montré qu’une augmentation de la concentration en
imida-zole augmente la population des régimes appartenant à V
+, ces vitesses étant en accord avec
Goldman (une augmentation du rayon des objets entraîne une augmentation de leur vitesse
de déplacement). De plus, pour une concentration importante en imidazole (450 mM), on
n’obtient des régimes en adhésion que pour un taux de cisaillement de 3.9 s
−1, la distribution
des vitesses pour ces régimes d’adhésion à 450 mM étant alors analogue aux distributions
de vitesses mesurées lors des expériences en RICM. L’effet de l’imidazole, du rayon et du
ci-saillement a aussi été mis en évidence pour les régimes de la populationV
arrêt: le pourcentage
du nombre de régimes deV
arrêtdécroît avec l’augmentation du rayon. Une augmentation du
cisaillement et/ou de la concentration en imidazole fait décroître aussi ce pourcentage. Pour
la population V
−, une augmentation du cisaillement se traduit par une légère augmentation
de la vitesse médiane : en augmentant les contraintes hydrodynamiques, on augmente la
force s’exerçant sur la bille et donc elle se déplace plus vite. Mais des questions restent
ou-vertes : pourquoi les vitesses médianes de la population V
−ne dépendent-elles pas du rayon,
comment se comportent les distributions des temps d’existence des régimes pour les deux
populations, comment le nombre de régimes est-il relié à la concentration en imidazole ? Il
reste à comparer cela aux différents modèles existants.
Vésicules et billes en adhésion faible sous écoulement
Dans le document
Dynamique de billes d'agarose et de vésicules géantes en adhésion sous un écoulement de cisaillement.
(Page 145-149)