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. Méthodes générales

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Texte intégral

(1)
(2)

Sommaire

I

Avant-propos,

par B. BAUDIN, B.

Haruque

et Ph. LnrnevRE

. Méthodes générales

l. Unités, instrumentation

et

métrologie,

par B. BAUoItrl, P.

Kavroun

et N.

Manro Unités.

Unitésdebase...

Unités dérivées

Unités d' électricité usuelles.

Utilisatondesgaz. ...r,

Commercialisation des gaz Utilisation des gaz

n de

vide

de

chaleur.

Combustiond'wgaz ...:

C,hauffage d'une résistance électrique

Autresmodes de

chauffagre ...r.

tion

de

froid

et

lyophilisation.

Réfrigérateurs et congélateurs

..

.

Neige carbonique et azote liquide .

Lyophilisation

et

matériel courant

de

laboratoire

. . . . .

Matériel de volumétrie

Matériel courantaulaboratoire . . .

..

.

i.

. .

des balances et différents types. . . . .

bosages gravimétriques

2. Préparation

des

réactifs,

par B.

Beuoru,

P.

Knvroux

et N.

Manro.

tion

de

l'eau.

.

de ville.

différents types d'eau purifiée . . . . . .

et utilisation des eaux purifiées . . .

du

pH

et

solutions tampons dupH.

et solutions d'étalonnage.

ftrmpons.

et réactifs

chimiques

chimiques

des solutions.

XVII

3 3 3 3 5 5 5 5

I

B B

I

11

II II

L2

I

9 11

ll

15 16 II

L7 L7

t7 t2 I4

15

t7

1B

IB

18 20

2t

24 24 24 d'une solution tampon 26

-4

(3)

Bioréactifs.

Principes de marquage et méthodes quantitatives Méthodes qualitatives et amplificaton du signal.

Chapitre 3 Préparation

des

échantillons biologiques,

par B.

BeuoIN

et N.

ManIo Sang..

Modes deprélèvement. . . . .

Conditions de prélèvement. . . . .

Utilisation du prélèvement Anticoagulants

...

Conservation Interférences

Urines

Autres

liquides biologiques

Tissus.

Chapitre 4. Méthodes d'extraction

et de

fractionnement,

par B.

BeulIN,

D. BoNNEFoNT-RoussELor, P.

Keuoul etD.

STERNBERG . . .

Précipitations

et

extractions

sélectives Précipitation des protéines

Extraction des protéines membranaires. . . . . .

Extraction des acides nucléiques

Dialyse.

Membranes de dialyse Facteurs influençant la dialyse Méthodes de dialyse

Applications de la dialyse.

Filtraton

Principes.

Procédés de

filtration

Différents types de filtres . . . .

Ultrafiltration

Centrifu

gation

et

ultracentrifugation.

Déflnitions

Principes de la centrifugation. .

Appareillages

Ultracentrifugation préparative . . .

Applicatons de la centrifugation en biochimie et biologie moléculaire

Chapitre 5. Bonnes pratiques

de

laboratoire,

par N.

Manro Notions

générales.

Définition de la qualité Réglementation

....

Procédures.

Phase

pré-analytique.

Prélèvementdes

échantillons...

. . .

Conservation et transport des échantillons. . . . . .

Récepton et enregistrement des échantillons . . .

Phase

analytique.

. .

Instnrmentation et réactifs

TItr

SO}L\IAIRE

27 27 28

30 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32

34 34 34 35 35 40 40 40

4I

42

45 45 45 46 47 i+s 50 50

5U 50 51 42 42 +J 43 44

51 51 51 52 52 52

(4)

Validation d'une méthode d'analyse quantitative (dosage) Contrôle de qualité

Phase

post-analltique

Méthodes d'identification

et de dosage des

biomolécules

Chapitre 6. Méthodes spectroscopiques,

par D.

FoMpsvnrn

et Ph. LepEevRE .

.

59

Propriétés de la

lumière,

par Ph.

LBppsvnE

59

Nature de la

lumière

59

Différents domaines des ondes électromagnétiques

.

60

Diffraction de la

lumière.

60

Réflexion et réfraction de la

lumière

61

Diffusion de la

lumière

62

Spectrophotométrie d'absorption moléculaire,

par Ph.

LEpEevnE

62

Émissionderayonnements...

62

.\bsorption de la

lumière

63

Appareillage

64

Spectrophotométrie

dérivée, par D.

FoltpevorE.

78

Principe de la

méthode

78

-\spect des

courbes

7B

Conséquences...

78

-\ppareillage

79

Intérêtdeladérivation...

79

Applications.

B0

Photométrie des

milieuxtroubles

:

turbidimétrie

et

néphélométrie,

par D. Fonæsvnrn et Ph. Lepse\Rn . .

. 8l

Principe

Bl

-\ppareillage

Bl

-\pplications.

Bl

Chapitre 7. Spectroscopie moléculaire par luminescence,

par N.

AuzsIL

et A.

RscezzErrl

.

.

83

Généralités.

Principes

de la

fluorescence.

83

Lxcitation de la molécule par absorption d'un photon. . . . .

.

84

Devenir d'une molécule

excitée

84

Signal de

fluorescence

85

Grandeurs caractéristiques du processus de fluorescence .

.

86

Disparition de la fluorescence . .

.

90

Phénomènesliésàlafluorescence....

93

-{nisotropie et polarisation de fluorescence . . .

.

93

Fluorescence par transfert d'énergie par résonance

(FRET).

95

Spectrofluorimétrie

96

Specnofluorimètres.

..

97

Recommandations pour les analyses effectuées par

spectrofluorimétrie

98

\lcléculesfluorescentes...

99

Généralités.

99

Fluorophoresintrinsèques. ..

99

Fluorophoresextrinsèques '.

100

Quelques

applications

de la

fluorescence .

109

-\pplications biochimiques de la polarisation de fluorescence

.

109

Détection et dosage par CLHP couplée à une détection par fluorescence. .

.

111

Chimiluminescence etbioluminescence

111

Chimiluminescence

.

111

Bioluminescence... ll4

-{pplications.

115

52 55 5t)

SOMMAIRE IX

(5)

Chapitre 8. Spectrométries d'absorption

et

d'émission atomiques,

par f.

Poueon Principe

général

Aspects

théoriques

et

appareillage.

. . .

Atome et théorie quantique.

Specûométrie d'absorption atomique en flamme (SAAF).

Spectrométrie d'absorption atomique électrothermique (SAAET) Spectrométrie d'émission atomique en flamme (photométrie de flamme)

Spectrométrie d'émission atomique en plasma couplé induit haute fréquence (ICP-OES) Couplages et spéciation

Chapitre 9. Spectrométrie

de masse

Introduction

générale et

définitions,

par

M.-C.

MENEI Spectromètre de masse.

Spectre de masse Masse .

Exactitude de masse Résolution

Sensibilité.

Limite de masse .

Ions

Analyse des

molécules organiques

:

biomolécules

simples et

macromolécules,

par

M.-C. Mnlver.

. . . .

Principes etappareillages

....

Couplage des méthodes séparatives avec la spectrométrie de masse.

Applications.

Analyse des

molécules inorganiques

et des éléments

minérauxpar spectrométrie

de masse en plasma

induit,

par

|. PoupoN.

Principes et appareillages . .

..

Interférences en ICP-MS et systèmes de correction des interférences. . . .

Applications.

Chapitre 10. Méthodes électrochimiques

et

potentiométriques,

par A.

Ducey Méthodes électrochimiques.

.

Voltamétrie ou voltampérométrie

Potentiométrie, ampérométrie et coulométrie. . .

Applications des méthodes électrochimiques . . .

Méthodes potentiométriques

Électrodes indicatrices métalliques.

Électrodes indicatrices à membrane sélective ou électrodes spécifiques Méthodes de calcul de la concentration. .

Applications de la potentiométrie en biochimie clinique . . . . . .

Chapitre ll. Méthodes isotopiques,

par P.

Kemoux

et J.-M.

Vrrr,nrrs.

Structure

de

l'atome.

Radioactivité ...

Émission alpha (o).

Émissionbêta(p)....

Émission gamma (T) .

Lois de la radioactivité

Détection et mesure de la radioactivité . .

Chapitre 12. Méthodes enzymatiques,

par B.

Beuurt Définition

des en4rmes et

spécifïcité.

Spécificité.

I20 r20

130 130

r20

r20 r22 r23 I27 r27 r29

r30 131

l3t t32 t32 t32 t32 t32 r32

r32 r44

t44

153 r53 r54

156

r58 158 158

t6t

163

166 I66 168 176 t77

l80i

lBl lBl

tB2 180 180 180 180

r87

r87 IB7 Site actif

\Iécanismes de la catalyse.

I

so\Dr{rRE

IB7 tB7

(6)

\spects cinétiques

Relation de Michaelis-Menten et inhibiteurs en4.'rnatiques En4..rnes allostériques

Classification des enzl'mes et principales coenz!'mes Détermination des activités enzJ'matiques

Dosage de substrats par des méthodes en4rrnatiques . . .

En-4rnes-réactifs de

laboratoire

\Iarquage des en4.'rnes pour immunodosage . Biocapteurs enzymatiques

Autres emplois des enz].rynes. . . . . .

Purifi cation des enzgnes

Chapitre 13. Méthodes immunologiques,

par J.-M.

Broanr

et L. LACRoIX Principes

générarx.

-{nticorps et antigène

Réaction antigène- anticorps . .

Production

des

anticorps

. . . . .

Production et caractéristiques des anticorps polyclonaux Production et caractéristiques des anticorps monoclonaux.

Ingénierie des anticorps

Principales

méthodes immunologiques

. .

\léthodes fondées sur la précipitation ou l'agglutination . . .

\Iéthodes fondées sur l'utilisation de réactifs marqués

\-ers des

méthodes immunologiques

sans

anticorps.

\Iéthodes multiplex.

De la sensibilité des immunodosages.

De la modification des anticorps à leur substituton par des aptamères

Gapitre 14. Méthodes chromatographiques

:

généralités,

par Ph.

Lsrssvnn

Difrérents types de

chromatographies.

.

Chromatographie planaire

Chromatographie en phase gazeuse Chromatographie en phase liquide.

ki-ncipaux

mécanismes de

séparation chromatographique

Clromatographie d'adsorption . . .

Clromatographie departage .

...

.

Càromatographie d'échange d'ions Cbromatographie d'exclusion stérique Cbromatographie d' affinité .

kincipales

données

théoriques

C,:efficient de partage

Grandeurs de rétention

;frcacité

de la colonne.

û;alité

dela séparation . . . . .

(bpitre 15. Chromatographie planaire,

par Ph. LnpBevnn. . . . .

Gromatographie

sur

papier

. .

fl;omatographie

sur couches

minces

-:cipe

}lecanismes de séparation C.:oduite d'une CCM

Grandeurs caractéristiques . . . . .

188 189 191

r92 194 196 198 198 199 199 199

201

20r

201 202 202 202 203 204 205 205 206 212 212

2r3

214

2t6

216 216 216 216

2t6 2r6

2L7 2L7 217 2t7

2t7

2t7 2tB 2TB 2L9 221

22r

221 221 22r 222 224

xl

SOMMAIRE

(7)

r Chapitre 16. Chromatographie

en phase gazeuse, par J.-P.

GneuoNo

et Ph.

LnrnevnE.

226

Principes

de la

séparation.

. .

.

226

Interactions moléculaires

dispersives.

226

Interactions moléculaires

polaires.

226

Appareillage

226

Gazvecteur ..

226

Colonne

227

Modes

d'injection

229

Détection

235

Préparationdel'échantillon...

237

Extraction.

237

Dérivation

237

Optimisation

de

I'analyse

237

Choixdu

gazvecteur.

237

Température

d'analyse.

238

Anomalies rencontrées lors de l'acquisition d'un

chromatogramme.

238

Quantification: méthode de l'étalonnage

interne.

238

Chapitre 17. Chromatographie liquide

à

haute perform{rnce

. . . . . 240

Interactions moléculaires,

par

M.-C. Mat'{er.

24O

Momentdipolaire..

24L

Interactions

241

Évaluation de la polarité d'une molécule

organique.

241

Évaluation de l'hydrophobie d'une molécule

organique.

242

Couples phase

stationnaire/phase mobile.

Mécanismes de

rétention,

par

M.-C. Mrxer

242

Chromatographied'adsorption...

242

Chromatographiedepartage...

243

Chromatographie d'échange

d'ions

245

Chromatographie d'exclusion

stérique

247

Séparation des molécules

chirales.

249

Optimisation

en

chromatographie

en phase

liquide,

par

M.-C. MnNEr 25I

Augmentation de la résolution par modification du facteur de rétention

k' 25I

Augmentation de la résolution par augmentation de la sélectivité o. . . .

.

252

Augmentation de la résolution par augmentation de l'efficacité

N.

252

Appareillage

en

chromatographie liquide,

par P. LEFEBVRE et

M.-C. MENsr

. . . .

.

254

Pompes.

254

Systèmes

d'injection

257

Colonnes

257

Détecteurs

258

Chapitre 18. Dérivation

en

chromatographie,

par Ph.

Lnresvne

262

Dérivation

en

chromatographie

en phase

gazeuse

262

Réactions de

silylation

262

Réactions

d'acylation

264

Réactions

d'alkylation.

266

Dérivation

en

chromatographie liquide

à haute

performance

266

Dérivation pour

l'extraction

266

Dérivationpourlaséparation...

267

Dérivation pour la

détection

270

Dérivation pré- ou

post-colonne

27I

Chapitre 19. Méthodes électrophorétiques,

par B.

BeulIN

. . ' '

Principes

généraux de l'

électrophorèse

\Iobilité

électrophorétique et facteurs influants Courants électro-osmotiques et effet Joule

274 274

aaA 275

Itr

so\L\r{rRE

(8)

de

zone.

ffinition

et ionisaton des macromolécules biologiques. . . . . .

enélectrophorèse de zone

..

de révélaton

preparauve

préparative sur gel .

préparative sur colonne

à écoulement libre oufreeflow electrophoresis . . . . .

en veine

liquide

et

électrophorèse capillaire

. . . . .

et avantages de l'élqctrophorèse capillaire . . . .

méthodes utilisées en électrophorèse capillaire.

Méthodes d'étude

des

macromolécules

m. Purilïcation

des

macromolécules par chromatographie liquide, pflr

B.

Bauoru

desfractionsettraitementdusignal

. ...:

'

'..

quantitatifs

d'exclusion stérique.

d'exclusion stérique et tampons de travail

préparativesauxmacromolécules.

'

'....;

phie

d'échange

d'ions.

général

aux protèines

auxacidesnucléiques

etautresmoléculesbiologiques.... '...

tamponsdetravail '.

! !

i...

d'adsorptionetdepartage ...

surhydroxyapatite...

:...

sur colorants chimiques.

surchélatesmétalliquesouimmobiIizedmetataffinitychrornatography d'interactions hydrophobes

en phases inversées.

d'affinité

Méthodes d'étude structurale

des

macromolécules, par

B. BAUDIN,

D.SrnnNsnnc...

et dosage des

protéines,

par B.

BRuoru

. . . .

.:

.

des protéines

de

I'ADN

et I'ARN, par D. SrnnNeenc "

desacidesnucléiques. ...

hDNetdeI'ARN

275 275 276 276 277 282 284 284 284 285 285 285 286 288

291

29r 29r

292 292 292 293 293 293 293 294 296 296 296 297 297 298 298 298 298

.

299

lsoo rl

r

300 300 301

303 303 303 304 306 306 306

I

XIH

SOMMAIRE

(9)

Étude de la

structure primaire,

par B'

BeuuN'

avec

D' SrrnNssnc

' ' ' ' Composition chimique des protéines et peptides

Quantification

du

nombre

de copies

d'une

séquence

d'acide nucléique par - oirporitifs

moléculaires d'émission de fluorescence utilisés

Détermination de la séquence

Détermination

de la masse, de la

taille

et de la

forme,

par B'

BeuoIN' .' " " .' -

Notions de masse moléculaire, de forme et de taille '

Méthodes d'étude directes et méthodes biochimiques Analyses de sédimentation par ultracentrifugation' ' ' Méthodes utilisant la diffusion de la lumière

Méthodes

d'analyse des

structures

secondaire et

tertiaire' ',' ' - -;' ;^.::;-'

' '

ilniËil ;;aiftZi"",'

niveatx

struc':'l"* d"::1:'"i:tï*::*.i:

u'

u"""'*

ilit*;;;;Àtuir"

appliqué à l'étude des protéines' par B' Beuoru' ÉtuO", par radiocristallographie et RMN-2D' par F'

Danoel

Méthodes d'étude

en

biologie moléculaire

chapitre 22. Principes, méthodes

et

outils

en

biologie moléculaire'

par

D' SrnnNssnc

'

L'hybridation, propriété fondamental" q:t Î:19:' nucléiques.

rlr."t t

f'o.igine â" t'uppatiement en double hélice ' ' ' ' '

:;

Facteursdetransitionentreétatappariéetétatnonapparle

NoUon

a. t"-pérature

de fusion (Tm) et de courbe

Ot.tttot';l :;.^^'^..:;: -^^^;;";.""

ilr?iiffi: :i:ï:iËi,il'i"" u"

génome o., a,,

t ur,r.rpto..

fondées sur la reconnaissance par hvbridation ' '

outilsenz]rmatiquesdemodificationetdesl'rrthèsedesacidesnucléiques.

Introduction et revue générale

Endonucléases de restriction de I'ADN double

brin

' ' ' ' ' '

prô-tiÀZt

à"s ADN polymérases utilisant des matrices ADN et ARN

Méthodes d'étude

deI,ARN

utilisant

la

slnthèse d'ADN

à

partir d'ARN (transcription inverse)

Introduction générale

TyÀ;;"Ëage

pour la RT (synthèse des brins antisens)

'

'

Tiànscriptases inverses utilisables pour la RT

, , ' : ' ' ' ' ' rntàittoaË,

"tilisées pour la synthèsà du second

brin{si

nécessait"]'

.-';- ;',^ ;;;.;;',::rr-;;;

[:tffiii#'iffi.ffiffiï;],lriliJâq""",ii"t""

du produit final de Rr éventuellement amplirié'

Méthodes

de po\'T

nérisation

en chaîne de

I'ADN

(PCR) '

Présentation générale de la réaction ' Historique de la PCR

Cinétiques théorique et réelle d-e la sVntlrès3

d'T,f

11"-"::t

de la PCR

Variétés des réactifs et des conditions réactionnelles en PCR

Échantillons d'ADN ou d'ARN introduits dans le mélange réactionnel de la PCR ' ' ' ' Utilisation de standards dans une PCR' ' '

Les conditions thermiques de la réaction de PCR et leur contrôle Optimisation d'une PCR'

(RT-)PCR en temPs réel

Normalisation par rapport à un fluorochrome passif

'''''''

Modes d'exPression des mesures'

308 308 309 314 314 314 315 317 317 3L7 318 3r9

325 330 330 330 330 332 334 334 335 335 336 336 337 338 338 339 339 339 340 JtI

341 343 344 344 345

Gamme dlmamique et efficacité'

(RT-)PCR quantiiative avec standard endogène et méthode des AACt

Iféthodes

de

détection

de

mutations ponctuelles

de

I'ADN

\téthode fondée sur la détection des polymorphismes de restriction (RFLP) Étude des poll'rnorphismes conformàtionnels des simples brins par SSCP ' '

\téthodesfondéessurladétectiondeshétéroduplexoudesmésappariements' Electrophorèse sur gel en gradient de dénaturation (DGGE) ' ' ' ' ' ' : Cbromarographie liquide

haute performance en cànditions de dénaturation (DHPLC) '

In-

so\L\L\IRE

345 346 348 348 344 349 350 350 351 353 353 358

(10)

A. Alrerçus sur

le

clonage

de

I'ADN,

par D.

SrnnNssnc

étapes du clonage.

desfragments d'ADN: étape 1

péparation

duvecteur, et jonction de I'ADN d'intérêtà I'ADNvecteur: étape 2. . . . . . de I'ADN vecteur greffé dans les cellules hôtes : étape 3 . ! ! . . : .

des cellules hôtes ayant incorporé le vecteur greffé : étape 4 Yecteurs de

clonage.

concernant I'ADN insérable .

bactérienssauvages.

.r...

'..

hybrides

24.

Puces à

ADN. Méthodes d'étude

du

génome

et du

transcriptome, Bmanretl.. Lecnox

général

typesdepucesàADN i...

de détection.

séquences utilisées comme sondes

despucesàADN.

deséchantillons,amplification,marquageethybridationdescibles...'.:.:

des échantillons d'acides nucléiques.

et marquage des cibles.

et lavage

bio-informatique

et

biostatistique

des images.

filtrage et représentation des données. . . . .

biostatistique des données d'expression génique .

d'application

Méthodes d'étude

des

interactions moléculaires

25. Interactions ligands-récepteurs,

par B.

Beuorx

et B. HAINQUE

desinteractionsmoléculaires.. ....;...

de

caractérisation

des

liaisons ligand-site récepteur

. . . .

expérimentales... .:...

ne modifiant pas l'équilibre.

susceptibles

demodifierl'équilibre. .. !. !..

des interactons en temps réel. . . .

en évidence de résidus

fonctionnels

et de zones

d'interactions

. . . . .

362 362 362 362 362 364 365 365 366 367 369

37r

372 373 375 375 3V5 376 377 378 378 378 378 378 379 379 379 380 382 383

387

I

387

387 389 389 389 389 390 390 392 394 395 395 406

I

xv

physiques chimiques.

biologiques.

des complexes

protéiques

lféthodes d'étude des interactions protéine-protéine in vivo Héthodes d'étude des interactions protéine-protéine in

vitro.

. . . . .

SOMMAIRE

(11)

Chapitre 26. Interactions

acides

nucléiques-protéines,

par B.

HarnquE.

. .

.

408

Diversité

des

objectifs

et des approches

méthodologiques

408

Place des méthodes de purification dans l'étude des interactions acides

nucléiques-protéines.

409

Place des méthodes de clonage dans l'étude des interactions acides nucléiques-protéines . .

.

410

Détermination des caractéristiques des interactions acides

nucléiques-protéines 4lI

Méthodes d'étude

des

interactions ADN-protéines.

Filtration sur membrane de nitrocellulose . . .

Retardement sur gel.

Balises moléculaires et FRET ou BRET

Empreinteinvitro

(protectiondeI'ADNvis-à-vis deréactifs de clivage, en4/rnatiquesouchimiques)

...

Interférence par modification de nucléotides. . . . .

Formation de liaisons covalentes ADN-protéines par irradiation

IfV

Empreinte in vivo par méthylation des purines

Identification des protéines de liaison à I'ADN par le système simple hybride . . . . . .

Identification des motifs nucléotidiques par sélection itérative et amplification par PCR des sites de liaison

à partir d'un pool d'oligonucléotides de séquence variable .

Exploration de la localisation génomique des protéines associées in vivo à Ia chromatine par immunoprécipitation. . .

Méthodes d'étude

des

interactions ARN-protéines

.

Retardement sur gel. .

Empreinte in vitro (protection de I'ARN vis-à-vis de réactifs de clivage chimiques) Formation de liaisons covalentes ARN-protéines par irradiation

W.

. . .

Reconstitution in vitro et purilication des complexes ARN-protéines . . . . .

Identification des protéines de liaison aux ARN par le système triple hybride Sélection in vitro des ARN fonctionnels

L'essor de

nouvelles méthodes Liste

des

abréviations

4t2

4r2 4r2 414 4r5

41,9 420 421 422 424 425 427 427 427 428 429 429 431 431 433

Index

437

III

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(12)

Prix France : 75

tsBN, 978-2-257 1-6545-9

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Références

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