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Colloque
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Sébastien Côté : Cégep de Saint-Jérôme
Les biocapteurs électroniques représentent une avancée majeure pour la détection rapide, précise et à faible coût de biomarqueurs. Un défi essentiel consiste à les rendre à la fois sélectifs et sensibles, ce qui nécessite un contrôle précis de l’interface capteur-
biomarqueur. Cette présentation démontrera comment nous dévoilons les interactions à cette interface grâce à des simulations multi-échelles, allant de techniques avancées d’échantillonnage basée sur la dynamique moléculaire jusqu’à des calculs ab initio de DFT.
Nous avons ainsi soutenu le développement d’un biocapteur à effet de champ à base de nanotubes de carbone (CNTFET) en identifiant l’association à privilégier entre les biomolécules-sondes et les nanotubes pour détecter des enzymes responsables de la
résistance aux antimicrobiens. Plus récemment, nous avons caractérisé l’impact de différents types de fonctionnalisation utilisés dans des biocapteurs à base de graphène (GFET) pour la détection de biomarqueurs d’ADN, expliquant les mesures expérimentales
de nos collaborateurs. En parallèle, nous étudions aussi les biocapteurs électrochimiques à base d’aptamère (E-AB) pour dévoiler les interactions entre l’électrode et l’aptamère auquel est attaché le complexe redox pour mieux comprendre les mécanismes
responsables de sa sensibilité de détection envers les petites molécules. En somme, nos simulations multi-échelles soutiennent le développement de divers types de biocapteurs pour des applications biomédicales.
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
8 mai 2025
Titre du colloque :
Thème du colloque :
Responsables :
