Rozprawy doktorskie: „Membranes modèle”

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Dimova, Rumiana. "Propriétéshydrodynamiques de membranes modèle : étude à l'aide de particules manipulées optiquement". Bordeaux 1, 1999. http://www.theses.fr/1999BOR10595.

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La these concerne les proprietes hydrodynamiques et elastiques de membranes modele. Essentiellement, on etudie les mouvements de particules solides de quelques microns au contact de membranes de vesicules lipidiques geantes. Les experiences permettent de mesurer la viscosite de cisaillement d'une membrane en phase fluide et son elasticite en phase gel. La these comporte une partie theorique et deux parties experimentales. La premiere partie fonde le principe de la methode de viscosimetrie utilisee par la suite : on calcule la friction subie par une particule spherique collee sur un film ou une membrane fluide, en fonction des viscosites du film et en tenant compte des effets de taille finie propres aux vesicules spheriques. Pour les experiences, on utilise des particules de polystyrene, qu'on manipule a l'aide de faisceaux laser (dynamometrie optique). La deuxieme partie presente une etude experimentale de la viscosite de membranes de sopc, a temperature ambiante. Dans la derniere partie, on etudie les effets pretransitionnels des membranes de dmpc, de part et d'autre de la transition fluide-gel : on montre en particulier les divergences de la viscosite et de la flexibilite membranaire au voisinage de la transition.

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Marchal, Damien. "Développement d'un modèle biomimétique de membrane supportée : étude structurale et cinétique". Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1176.

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Ce travail est une contribution à la mise en place d'un nouveau modèle d'étude de la dynamique des échanges d'électrons dans les membranes biologiques. Il correspond à une introduction progressive dans un modèle de bicouche supportée de différents éléments biologiques : lipides, transporteurs d'électrons, enzymes, qui sont les constituants de base des chaînes de transfert d'électrons. La fluidité de la membrane est un élément essentiel au fonctionnement de ces chaînes et la compartimentation créée réduit l'espace tridimensionnel en bidimensionnel. Il n'existe pas de techniques permettant d'associer la dynamique membranaire à la cinétique enzymatique de type bidimensionnelle. L'idée, qui a ainsi été introduite est qu'une technique de mesure hétérogène comme l'électrochimie devrait être bien adaptée à l'exploration de cinétiques dans des milieux hétérogènes. Ceci a impliqué le développement d'une technologie de fabrication d'une interface électrochimique spécialisée couplée à des bicouches lipidiques : l'électrode microporeuse. Une partie importante de ce travail a donc concerné le perfectionnement de cette technologie et son adaptation à des conditions de plus en plus biomimétiques. La finalité de la thèse a été la reconstitution d'une partie d'une chaîne de transfert d'électrons sur l'électrode microporeuse. La réaction électrochimique joue à la fois le rôle de contrôle de l'état rédox et de mesure des flux bidimensionnels des transporteurs : les quinones hydrophobes. Chacun des composants de cette reconstitution a été étudié, permettant de répondre à plusieurs interrogations. Nous avons caractérisé la structure, déterminé les propriétés thermodynamiques et dynamiques des transporteurs et déterminé les constantes cinétiques bidimensionnelles de l'enzyme membranaire intégrée. Nous avons ainsi démontré que l'électrode microporeuse se présentait comme une technique prometteuse pour l'étude des cinétiques dans les milieux hétérogènes tels que les membranes biologiques.

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Faye, Ibrahima. "Polymères en étoile de cyclodextrine amphiphiles et leurs interactions avec une membrane lipidique modèle". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLE002/document.

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Ce projet traite de la synthèse de copolymères en étoile amphiphiles à coeur -cyclodextrine et de leurs possibles interactions avec une membrane lipidique modèle en tant que nanopores artificiels. Dans un premier temps, la synthèse d’un amorceur multifonctionnel, per(2-O-méthyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, a été réalisée et sa caractérisation par RMN 1H, 13C et spectrométrie de masse (ESI-MS) confirme sa structure. La polymérisation d’oxyde de butylène amorcée par ce dérivé de -cyclodextrine, en présence de base phosphazène, a alors été réalisée dans un deuxième temps et nous a permis de synthétiser des polymères en étoile à 14 branches hydrophobes, caractérisés par RMN (1H, 13C, DOSY) et chromatographie d’exclusion stérique. Ces derniers polymères hydrophobes sont couplés à leur tour à des chaînes polymères hydrophiles, poly(éthylène glycol) par méthode convergente (substitution nucléophile, chimie clic), ou polyglycidol par méthode divergente, et la caractérisation de l’architecture des copolymères résultants a été réalisée (RMN, CES). Enfin, parmi les différentes applications potentielles, l’aptitude de ces copolymères en étoile à former des nanopores artificiels a été testée par électrophysiologie
The aim of this work is the synthesis of amphiphilic star copolymers based on -cyclodextrin and their possible interactions with model lipid bilayers, such as artificial nanopores. In a first step, the synthesis of multifunctional initiator, per(2-O-methyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, was performed and its characterization by 1H, 13C NMR and ESI-mass spectrometry confirms itsstructure. The polymerization of butylene oxide initiated by -CD derivative, in presence of phosphazene base, was then performed and allowed us to synthesize hydrophobic 14-arm star polymers, characterizedby NMR (1H, 13C, DOSY) and size exclusion chromatography. Hydrophilic macromolecular chains (polyethylene glycol, polyglycidol) are coupled to those latter hydrophobic polymers, using ‘grafting onto’ and ‘grafting from’ methods, and the characterization of the resulting copolymer architecture was performed (NMR, SEC). Finally, among the different potential applications, the ability of the star copolymers to form artificial nanoporeswas evaluated by patch-clamp technique

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Perrot, Carine. "Mécanismes de dégradation des membranes polyaromatiques sulfonées en pile à combustible". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145619.

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Le développement de la pile à combustible repose sur une amélioration de la durabilité des assemblages membrane-électrodes (AMEs). La durée de vie des AMEs dépend, entre autres, de la nature des matériaux utilisés ainsi que des conditions de fonctionnement de la pile. La dégradation peut être d'origine électrochimique, chimique, et/ou mécanique.

Cette étude porte sur la compréhension des mécanismes mis en jeu lors du vieillissement de membranes alternatives, non fluorées, de type PEEKs et PIs, étape indispensable au développement de structures plus stables. Dans ce cas, le processus est avant tout chimique. Une démarche originale, qui consiste à étudier le mécanisme de dégradation sur des structures modèles, a été adoptée afin de contourner les difficultés analytiques propres aux polymères. Les vieillissements sont réalisés dans l'eau, éventuellement additionnée de H2O2 (identifié comme une des causes du vieillissement chimique des membranes en pile), à différentes températures. La démarche consiste à isoler par chromatographie les différents produits formés, à les identifier (RMN, IR, SM) et à les quantifier. Ceci nous a permis d'établir le mécanisme de vieillissement. Nous avons en particulier montré que le vieillissement d'une structure PEEKs résulte principalement d'une attaque par les bouts de chaîne qui se propage à l'ensemble. Ce mécanisme a été validé sur une membrane vieillie en ex-situ et testée en pile. Ces deux types de vieillissement conduisent à une diminution importante du degré de polymérisation (déterminé par CES) et à la formation des mêmes produits primaires de dégradation. En pile, une dégradation hétérogène est mise en évidence essentiellement côté cathode.

Les PIs sont connus pour leur forte sensibilité à l'hydrolyse. Toutefois, nous avons pu montrer que la dégradation est relativement limitée à 80°C en raison d'une recombinaison des espèces hydrolysées.

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Freudenthal, Oona. "Étude de l’action de peptides antimicrobiens par méthodes spectroscopiques : de la membrane modèle au biofilm bactérien". Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0197/document.

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L’émergence et la multiplication des infections impliquant des bactéries résistantes et multi-résistantes aux traitements par voie antibiotique sont actuellement un défi majeur dans le domaine de la santé. En effet, la résistance des microorganismes aux molécules antibiotiques est devenue un phénomène de plus en plus préoccupant notamment en milieu hospitalier d’où la nécessité de faire appel à de nouvelles thérapies et à de nouveaux agents antimicrobiens plus efficaces. De nombreux agents antibiotiques classiques ont été développés ces dernières années, mais beaucoup d’entre eux présentent encore des risques d'effets secondaires plus ou moins toxiques sur les cellules eucaryotes, et en dépit de leur efficacité importante contre des microorganismes multi-résistants. Ainsi, les peptides antimicrobiens sont considéré comme de bons candidats dans la lutte contre multi-résistantes microorganismes, principalement en raison de leur faible toxicité sur les cellules eucaryotes et de leurs différents modes d'action par rapport aux antibiotiques classiques. En effet, ces derniers sont généralement non spécifiques et sont moins susceptibles de mener aux phénomènes de résistance observés pour les antibiotiques classiques. L'objectif des travaux menés dans ce mémoire était d'étudier les modes d'action des deux agents antimicrobiens différents; i) la colistine, un polypeptide cyclique déjà utilisé pour traiter les infections causées par des bactéries multi-résistantes et ii) la catestatine bovine (CAT), un peptide linéaire récemment découvert faisant partie de la famille des HDP (Host Defense Peptides), c’est-à-dire produite par le système endocrinien et immunitaire des mammifères. Cette étude a été réalisée principalement à l’aide de différentes méthodes de caractérisation physico-chimique telles que la microscopie à force atomique (AFM) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier en réflexion totale atténuée (ATR-FTIR). L'activité de la colistine sur des membranes phospholipidiques pures et mixtes (à base de DPPC, DOPC et DPPE) a été suivie en temps réel et in-situ par ces deux techniques. Les modifications de l'empreinte biochimique des membranes, en particulier au niveau de la bande Amide II et du rapport d'intensité intégré Amide II/C=O nous a permis de renforcer l'hypothèse selon laquelle l'activité du peptide était plus intense sur les membranes mixtes que sur les membranes purs. Des modifications similaires dans l'empreinte biochimique de ces membranes ont été observées quand elles avaient été exposées à la catestatine. En outre, la spectroscopie infrarouge a également mis en évidence des changements conformationnels dans la structure de la catestatine, notamment par le passage d’une structure en pelote dite « random coil » à une structure en hélice alpha, et ce uniquement au contact avec la membrane. De tels changements conformationnels pourraient être impliqués dans l'activité antimicrobienne et le mode d'action de ce peptide. En outre, nous nous sommes également intéressé à l’action des deux peptides sur des membranes phospholipidiques plus complexes puisque constituées principalement d’extraits naturels de lipopolysaccharides bactériens (lipide A, LPS-s et le LPS-re). Nos résultats ont mis en évidence que les deux agents antimicrobiens étaient à l’origine d’une réorganisation de la structure des membranes et dans certains cas, le peptide était à l’origine de la formation des pores de différentes tailles. L'influence de l'élasticité de la membrane a également été étudiée à l’aide de la spectroscopie de force (AFM). Cette étude a mis en évidence un impact considérable des peptides sur les propriétés mécaniques des membranes et en particulier sur leur élasticité. Afin de se rapprocher des conditions réelles d'un traitement antimicrobien, nous avons exposé des biofilms bactériens de E. coli différentes de doses de deux peptides antimicrobiens. [...]
The emergence and multiplication of infections involving resistant and multi-resistant antibiotic-resistant bacteria is currently a major challenge in the field of health. Indeed, the resistance of microorganisms to antibiotic molecules has become an increasingly worrying phenomenon, particularly in hospitals, hence the need for new therapies and new antimicrobial agents that are more effective. Many conventional antibiotic agents have been developed in recent years, but many of them still present risks of more or less toxic side effects on eukaryotic cells, and despite their high effectiveness against multi-resistant microorganisms. Thus, antimicrobial peptides are considered good candidates in the fight against multi-resistant microorganisms, mainly because of their low toxicity to eukaryotic cells and their different modes of action compared to conventional antibiotics. Indeed, the latter are generally non-specific and are less likely to lead to the observed resistance phenomena for conventional antibiotics.The aim of the work carried out in this thesis was to study the modes of action of the two different antimicrobial agents; (I) colistin, a cyclic polypeptide already used to treat infections caused by multi-resistant bacteria; and (ii) bovine catestatin (CAT), a recently discovered linear peptide belonging to the Host Defense Peptides Ie produced by the endocrine and immune system of mammals. This study was carried out mainly using different physico-chemical characterization methods such as Atomic Force Microscopy (AFM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR). The activity of colistin on pure and mixed phospholipid membranes (based on DPPC, DOPC and DPPE) was monitored in real time and in situ by these two techniques. The changes in the biochemical fingerprint of the membranes, in particular in the Amide II band and in the Amide II / C = O integrated intensity ratio allowed us to reinforce the hypothesis that the activity of the peptide was more intense On mixed membranes than on pure membranes. Similar changes in the biochemical footprint of these membranes were observed when they were exposed to catestatin. In addition, infrared spectroscopy has also demonstrated conformational changes in the structure of catestatin, in particular by the passage from a so-called random coil structure to an alpha-helix structure, and only in contact with the structure membrane. Such conformational changes could be implicated in the antimicrobial activity and mode of action of this peptide. In addition, we have also been interested in the action of the two peptides on more complex phospholipid membranes since they consist mainly of natural extracts of bacterial lipopolysaccharides (lipid A, LPS-s and LPS-re). Our results showed that the two antimicrobial agents were responsible for a reorganization of the structure of the membranes and in some cases the peptide was at the origin of the formation of the pores of different sizes. The influence of the elasticity of the membrane has also been studied using force spectroscopy (AFM). This study revealed a considerable impact of the peptides on the mechanical properties of the membranes and in particular on their elasticity. In order to approximate the actual conditions of antimicrobial treatment, we exhibited different bacterial E. coli biofilms from doses of two antimicrobial peptides. This latter study was carried out in real time and in situ using infrared spectroscopy and atomic force microscopy. Infrared spectroscopy allowed us to follow the modifications of the biochemical fingerprint of the biofilm on the course of the treatment. Also provided information on possible changes in bacterial metabolism. In parallel with these measurements, the AFM allowed us to observe the changes in the morphology and mechanical properties of the bacterial biofilm as a function of the antimicrobial treatment applied. [...]

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Lefebvre, Xavier. "Etude des modèles de transfert en nanofiltration : application du modèle hybride basé sur les équations de Nernst-Planck étendues par le développement du logiciel de simulation "nanoflux"". Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20082.

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Ait, Ben Aoumar Abdellah. "Synthèse et caractérisation de membranes bio. Et hémocompatibles à base de polyhydroxybutyrate : essai d'application dans un modèle expérimental : le pancréas bio-artificiel". Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20120.

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Des membranes a base de polyester et dotees d'excellentes proprietes mecaniques et hydrodynamiques sont synthetisees en vue de l'invention d'un pancreas bio-artificiel. Leur hemocompatibilite a ete evaluee par des tests de coagulation du sang total et d'adsorption de proteines. La biocompatibilite de ces membranes a ete etudiee in-vivo par differents types d'implantation chez le rat. L'ensemble des resultats montre que ces membranes conviennent parfaitement a la realisation d'un bio-distributeur artificiel d'insuline

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Rubatat, Laurent. "Nouveau modèle structural des membranes Nafion ®, polymère de référence pour l'application pile à combustible basse température". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2003. http://www.theses.fr/2003GRE10142.

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Au micromètre en relation avec les propriétés de transport, est primordiales pour l'optimisation des systèmes pile à combustible H2/O2. Nous Une compréhension globale de la structure des membranes ionomères Nafion® de l'Ångström proposons un nouveau modèle structural de type fibrillaire, basé sur l'agrégation des chaînes polymères, permettant d'expliquer de façon continue le processus d'hydratation de la membrane sèche à la suspension colloi͏̈dale. Par le biais de techniques de diffusion de rayonnement aux petits angles (RX & neutrons) et de microscopie (AFM & TEM) nous avons étudié l'organisation du polymère sur une large gamme d'échelle et de teneur en eau. Les corrélations entre les propriétés de transport et la structure ont été discutées. L'analyse des expériences de membranes sous contraintes a permis de conforter notre modèle et a mis en évidence l'effet de l'orientation sur la conduction protonique.

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Delrue, Florian. "Modélisation du procédé bioréacteur à membranes immergées : calage et validation du modèle ASM1 sur un site réel : étude des interactions boues activées, conditions opératoires et membrane". Thesis, Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13760/document.

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Les bioréacteurs à membranes (BAM) sont de plus en plus utilisés dans le domaine du traitement des eaux résiduaires urbaines notamment lorsque le terrain est limité ou qu’un traitement épuratoire poussé est requis. Néanmoins, la gestion de ces installations et plus particulièrement du colmatage des membranes reste difficile et constitue toujours une source de problèmes pour les exploitants. La modélisation est un outil efficace et déjà éprouvé sur les procédés conventionnels à boues activées pour l’aide à la conduite et à la compréhension de procédé avec les modèles de boues activées de type ASM. Le traitement biologique donc, et aussi les capacités de filtration des membranes (colmatage) sont deux aspects qui peuvent être modélisés sur les BAM. Au cours de ce travail, trois installations réelles ont été étudiées et l’une d’entre elles a été choisie pour le calage du modèle ASM1. La méthodologie a été adaptée aux spécificités des bioréacteurs à membranes et de l’installation modélisée en particulier (fractionnement des eaux usées, calage de l’aération) et un nouveau jeu de paramètres de l’ASM1 a pu être constitué. L’influence des propriétés des boues activées et des conditions d’opération sur les capacités de filtration des membranes reste encore l’objet de nombreuses recherches, généralement sur installations pilotes, et la modélisation dans ce domaine n’en est qu’à ses débuts. L’objectif de ce travail concernant la filtration membranaire a été de caractériser le système « membrane/boues » à travers l’étude des interactions entre les propriétés des boues, les conditions d’opération et les paramètres de la filtration (perméabilité membranaire et vitesse de colmatage) à comparer avec les résultats de la littérature scientifique. Les deux BAM étudiés ont montré des comportements et relations entre paramètres assez différents confirmant la complexité des interactions entre membrane, boues et conditions opératoires
Membrane bioreactors (MBRs) are becoming increasingly popular for the treatment of municipal wastewater especially when land is limited or when the treatment requirements are high. Nevertheless, the operation of these plants and in particular the fouling of the membrane are still difficult to manage for the operators. Modelling is an efficient tool, which has already been successfully used on conventional activated sludge processes, for the operation and the understanding of the process using Activated Sludge Models (ASM). Biological treatment and membranes filtration capacity (fouling) are two aspects that can be modeled on MBRs. In this work, three full-scale plants were investigated and one of them was chosen for the ASM1 calibration. The usual methodology was adapted to the MBR specificities and to the modeled wastewater treatment plant in particular (wastewater fractionation, oxygen calibration) and a new set of ASM1 parameters was estimated. The influence of the sludge properties and the operating conditions on the membrane filtration capacity is still the subject of numerous studies, generally on pilot-scale MBRs, and modelling is in its early stages. The objective of this work regarding membrane filtration was to characterize the “membrane/sludge” system by studying the interactions between the sludge properties, the operating conditions and the filtration parameters (membrane permeability and fouling rate) and to compare them with the results from the literature. The two studied MBRs showed quite different behaviors and correlations between parameters, validating the statement that the interactions between membranes, sludge and operating conditions are very complex

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Mion, Delphine. "Membranes remodeling by proteins in intracellular trafficking : a bottom up approach of the roles of golgins for Golgi structuration and of SNAREs for synaptic fusion". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2025. http://www.theses.fr/2025UPSLE001.

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Les membranes biologiques jouent un rôle crucial dans les cellules. Barrières délimitant les compartiments cellulaires, elles sont aussi des transducteurs, des réacteurs ou encore des détecteurs. Ces structures bidimensionnelles sont complexes et leur composition en lipides, protéines et sucres varie selon leurs fonctions spécifiques. Elles sont également très dynamiques, notamment en ce qui concerne le trafic intracellulaire. Ce processus étroitement régulé assure le transport de protéines, de lipides et d'autres molécules entre les organites. notamment via des cargos entourés de membrane, appelés vésicules. Si de nombreux composants des machineries moléculaires impliquées ont été identifiés, les mécanismes moléculaires en jeu restent flous. Les approches traditionnelles in cellule pour étudier les acteurs protéiques du trafic intracellulaire sont limitées par l'interdépendance de nombreux processus. Une approche complémentaire, utilisée dans notre laboratoire, consiste à reconstituer ces mécanismes par une approche ascendante, en utilisant des systèmes minimaux et contrôlés. Cette thèse se concentre sur deux processus distincts du trafic intracellulaire. Tout d'abord, nous avons étudié l'organisation de l'appareil de Golg i, un plateforme clé pour le tri et la modification des protéines après leur synthèse. La structure unique du Golgi, qui ressemble à une pile de pancakes, est étonnamment résiliente. Elle se désassemble et se reforme lors de la division cellulaire et reste stable pendant !'interphase, malgré des échanges continus de matériel. Nous avons émis l'hypothèse que certaines protéines, par exemple GM130, agissent comme des échafaudages pour maintenir cette structure. En utilisant des vésicules géantes unilamellaires (GUVs) comme système modèle, nous avons étudié GM130 et montré que sa séparation de phase sur les membranes est principalement due à un segment de 200 acides aminés positionné près de son extrémité N-terminale. Fait surprenant, la structure de ce segment est prédite en faisceau d'hélices alpha torsadées, et non intrinsèquement désordonnée comme une majorité des protéines qui séparent de phase. Nous avons également exploré les propriétés mécaniques que la présence de cette protéine pourrait conférer à la membrane. Bien que des défis expérimentaux aient limité cette caractérisation, nous avons observé que l'encombrement stérique - à des densités en protéines similaires à ce que l'on trouve sur les membranes du Golgi - peut conférer de la plasticité à la membrane sur notre système modèle, et ce indépendamment du type de protéine. Le deuxième processus étudié est la fusion synaptique. Les protéines SNAREs sont les principaux effecteurs de la fusion d'une vésicule avec une membrane cible. En utilisant des modèles simplifiés et des calculs en ordres de grandeur. nous avons identifié des goulots d'étranglement dans le mécanisme de fusion, mettant ainsi en relief le rôle des autres protéines connues pour catalyser ce processus. Par ailleurs, nous avons utilisé un système de membrane suspendue et des expériences de fusion en solution pour caractériser des SNAREs mutants. Notre objectif était de tester les prédictions d'un modèle théorique plus complexe de la fusion. Nous avons découvert que certains résultats de ce modèle devaient être revus en raison d'une mauvaise interprétation des données expérimentales sur lesquelles il était basé, et les expériences ont donc été interrompues. Cependant, ce travail a fourni des informations précieuses sur le modèle et souligné l'importance de la connexion entre théorie et expérience. Dans l'ensemble, cette thèse approfondit les connaissances sur deux protéines impliquées dans le trafic intracellulaire. Elle met également en évidence la valeur des systèmes expérimentaux in vitro, parfois améliorés au cours de ce travail, et ouvre la voie à de futures recherches. Sur un plan plus personnel, elle a aussi été une humble récolte de quelques enseignements épistémologiques
Biological membranes play a crucial role in cells. Over the past few decades, they have been recognized not only as barriers that define cellular compartments, but also as transducers, reactors, and sensors. These membranes are highly complex two-dimensional structures. Their composition, with lipids, proteins, and sugars, is variable and depends on their specific functions. They are also very dynamic, which is particularly evident during intracellular trafficking. This tightly regulated process ensures the transport of proteins, lipids, and other molecules between organelles, notably through membrane-enveloped cargos called vesicles. The formation and fusion of these sacs constantly cause deformation of organelles membrane, as well as import and export of membrane material. Surprisingly enough, the system remains globally stable despite these constant fluxes. Although many components of the molecular machineries involved in this lively yet stable ballet have been identified, precise operational molecular mechanisms remain unclear. Traditional approaches in cellulo to studying protein players in intracellular trafficking are limited by the interdependence of multiple pathways, making it hard to untangle complex interactions. A complementary approach, used in our lab, is bottom-up reconstruction. By using minimal and controlled systems, we aim ta model these phenomena from scratch and understand the contributions of individual molecular effectors. This thesis focuses on two distinct intracellular trafficking processes. First, we studied the organization of the Golgi apparatus, a key site for sorting and modifying proteins alter synthesis. The unique structure of the Golgi, resembling a stack of pancakes, is remarkably resilient. lt disassembles and reforms during cell division and remains stable during interphase, despite continuous material exchange. We hypothesized that certain proteins, such as GM130, actas scaffolds to maintain this structure. Using giant unilamellar vesicles (GUVs) as a model, we studied GM130 and showed that its phase separation on membrane is driven by a 200-aminoacid segment near its N-terminus. This segment is predicted to form a coiled-coil structure. This is surprising because liquid-liquid phase separation generally involves intrinsically disordered domains. We also explored the mechanical properties that the presence of the protein could give to the membrane. Although experimental challenges limited our ability ta fully characterize these properties, we observed that protein crowding, for densities similar to what can be found on Golgi membranes and regardless of protein type, can lead ta membrane plasticity in our model system. The second process studied is synaptic fusion. SNARE proteins are the main drivers of vesicle fusion with target membranes. Using simplified models and rule-of-thumb calculations, we identified bottlenecks in SNARE-mediated fusion and highlighted the role of the additional protein effectors known to catalyze the process in vivo. Furthermore, we used a suspended membrane set up and a bulk assay to characterize mutant SNAREs. Our goal was to test a more complex theoretical model of fusion. We found that some results of the model needed to be revisited due to a misinterpretation of the experimental data it was based on. Hence the experiments were discontinued. However, this work provided valuable insights into the model, thereby highlighting the importance of close collaboration between theoretical and experimental approaches. Overall, this thesis deepens our understanding of Iwo proteins involved in different intracellular trafficking pathways. It also highlights the value of in vitro assays, which we improved during the course of this work, and paves the way for future research. On a personal note, it was also a humble harvest of a few epistemological take-aways

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Loudet-Courrèges, Cécile. "Les bicelles biphényles : un nouveau modèle de biomenbrane pour l'étude de protéines membranaires par RMN des solides". Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13306.

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Nous avons développé un nouveau modèle de biomembrane de type bicelle, dont la normale n, s’oriente parallèlement au champ magnétique B0, sans ajout d’ions paramagnétiques. Ces nouveaux objets, de forme bicouche discoïdale, ont pu être observés par microscopie électronique et un diamètre moyen de 800 Å a été statistiquement déterminé. Ce système est constitué d'un mélange approprié de lipides à chaînes courtes (DCPC) et à chaînes longues, le 1-Tétradécanoyl-2-(4-(4-Biphényl)Butanoyl)-sn-glycero-3-PhosphatidylCholine (TBBPC). La présence de deux cycles phényles sur l’une des chaînes aliphatiques confère au TBBPC une anisotropie de susceptibilité magnétique positive, à l’origine de l’orientation spécifique n//B0 des bicelles TBBPC/DCPC. Cette orientation a été caractérisée par diffusion des rayons X aux petits angles et par RMN des solides 31P, 2H et 14N. Les domaines d’existence de ces bicelles en fonction de la composition lipidique, de la température et de l’hydratation, ont ainsi pu être déterminés et comparés à ceux du système DMPC/DCPC, dont la normale s’oriente perpendiculairement à B0. Par l’analyse RMN-2H du TBBPC-2H27, nous avons évalué la dynamique des bicelles biphényles, qui est équivalente à celle des bicelles saturées. Nous avons également montré par diffusion des rayons X, que ces bicelles TBBPC/DCPC conservent leur orientation spécifique n//B0 pendant plusieurs jours en dehors du champ magnétique, ce qui peut trouver de nombreuses applications dans des études biophysiques. Enfin, ces nouveaux modèles membranaires présentent des avantages pour l’étude structurale et orientationnelle (par RMN-15N) de biomolécules telles que des peptides amphipatiques.

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Chhiba, Mostafa. "Le champ de forces SPASIBA de phospholipides : sa paramétrisation et son application à des simulations de dynamique moléculaire d'un modèle de biomembrane". Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10074.

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Plusieurs techniques expérimentales ont été employées afin d'étudier la structure, fonction et dynamique des biomembranes. Cependant, souvent, il est très difficile voire impossible d'obtenir expérimentalement des détails au niveau moléculaire sur ces édifices. Il convient donc de rechercher toute méthode pouvant servir de pont entre les observations expérimentales macroscopiques et celles dérivées microscopiquement. Les méthodes empiriques de simulation semblent à l'heure actuelle un bon compromis pour l'étude des systèmes macromoléculaires. Les fondements de ces méthodes résident dans la connaissance de la fonction énergie potentielle moléculaire empirique. Contrairement aux protéines et aux acides nucléiques (on peut même ajouter les sucres), il n'existe aucun modèle de cette fonction adapte aux phospholipides. C'est le but du présent travail réalisé sur la base de la fonction énergie potentielle empirique SPASIBA développée au laboratoire. Nous avons donc paramétré cette fonction énergie potentielle empirique pour les acides carboxyliques, les alcènes, les composés contenant le groupement phosphate et la choline qui forment les différentes parties d'un phospholipide. Plus particulièrement, dans notre démarche, la reproduction des fréquences vibrationnelles a représenté une partie fondamentale pour la paramétrisation de la fonction énergie potentielle SPASIBA. Afin de tester la fiabilité de cette fonction et de ses paramètres, nous avons simulé une bicouche hydratée de phospholipides (24 DMPC + 284 H2O) pendant 500 ps.

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Lavielle, Nicolas. "Fabrication de nanofibres et nanoparticules de biopolyesters pour la libération contrôlée d'un composé modèle". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01063059.

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L'électrospinning est un procédé couramment utilisé pour la fabrication de membranes nanofibreuses non-tissées. Ces membranes sont particulièrement intéressantes pour des applications tels que l'ingénierie tissulaire et la libération contrôlée de médicaments car elles sont très poreuses et ont une large surface spécifique. Dans une première partie, nous avons développé une nouvelle stratégie afin de contrôler la morphologie et la dimension des fibres fabriquées par electrospinning. Puis nous avons développé un composite fait de nanofibres de PLA et de microparticules de PEG auto-organisé, créant des motifs en nid d'abeilles qui grandissent avec l'épaisseur de la membrane. Ces membranes auto-organisées ont une structure poreuse dont la dimension des pores va de quelques microns à plusieurs centaines de microns. Enfin, deux modèles ont été développés pour une libération contrôlée d'un composé model : la délivrance retardée par l'élaboration de structure sandwich et la libération directionnnelle par la création d'un gradient de concentration avec différentes cinétiques.

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Labbez, Christophe. "Etude du transport et de la rétention de solutés neutres et ioniques par le modèle DSPM : membranes de nano- et d'ultra-filtration fine". Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2044.

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La modélisation du transport de matière à travers une structure microporeuse chargée constitue une étape indispensable à la compréhension de la sélectivité d'une membrane de nanofiltration. Dans ce travail, un modèle reposant sur l'équation étendue de Nernst-Planck pour décrire le transport et l'équation de Donnan modifiée pour décrire l'exclusion électrique-stérique des espèces est développé. Outre l'analyse théorique des phénomènes de transport, le modèle permet de relier les propriétés électriques et structurales d'une membrane au taux de rejet de solutés. Le rayon de pore (rp) et la charge volumique (X) de membranes ont pu être déduits de la modélisation des taux de rejets de solutés neutres et ioniques. La confrontation des valeurs de X et de rp à celles déduites de mesures indépendantes ne permet pas de conclure définitivement quant à la validité du modèle. Les résultats mettent en évidence un phénomène de régulation de charge intervenant à l'intérieur des pores de la membrane
Modeling of the matter transport through a charged microporous medium is a necessary step to understand and control the selectivity of a nanofiltration membrane. In this work, a model based on the application of the extended Nernst-Planck equation and the assumption of a modified Donnan equilibrium at both membrane/solution interfaces is developed. Besides the analysis of transport mechanisms, the model allows to relate a membrane's microscopic structural and charge properties to the solute retentions. The effective pore radius (rp) and effective volume charge (X) of nanofiltration membranes could be then determined by fitting the experimental retention of neutral and charged solutes. The comparison of the predicted values of the membrane X and rp with those determined from independent measurements does not allow to conclude definitively on the validity of the model. Results show that a charge regulation phenomenon occurs inside the membrane pores

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Vauthrin, Sébastien. "L'interaction tabac / Phytophthora : dissection d'un modèle complexe". Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS035.

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Les élicitines, protéines sécrétées par les champignons du genre phytophthora, élicitent les mécanismes de défense du tabac, Nicotiana tabacum var. Xanthi, sur plante entière et sur suspension cellulaire. Ces protéines présentent également une activité de protéines de transfert de stérol. Au cours de ce travail, nous avons démontré que les élicitines sont capables de transférer des stérols entre des liposomes, des micelles et également entre des membranes biologiques. La mutagenèse dirigée du gène x24 codant la cryptogéine, afin de remplacer les résidus tyrosines intervenant dans la liaison du stérol a l'élicitine, nous a permis d'obtenir des élicitines aux capacités plus ou moins réduites à interagir avec des stérols. Nous avons ainsi pu démontrer l'existence d'une relation entre cette fonction et la capacité de fixation des élicitines sur leur site de fixation spécifique situé sur la membrane plasmique des cellules de tabac. C'est en fait un complexe élicitine-stérol qui se fixe sur ces sites et non une élicitine non chargée. Nous avons ensuite démontré l'existence d'une relation entre la capacité de fixation des élicitines sur leurs sites à haute affinité et la capacité de ces protéines à induire les mécanismes de défense sur suspension cellulaire de tabac. Nous avons ainsi relié l'induction des mécanismes de défense et la fixation des élicitines sur ce qui semble donc être leur récepteur membranaire capable de transmettre un signal du milieu extracellulaire vers le milieu intracellulaire. Nous avons par la suite étudié la capacité des élicitines à interagir avec d'autres lipides. Nous avons montré que les élicitines interagissent avec des acides gras et des phospholipides, transférant ces derniers entre des liposomes. Les élicitines semblent ainsi former une famille de protéines de transfert de lipides. Tout comme pour les stérols, ces autres lipides pourraient jouer un rôle dans la reconnaissance de l'élicitine par son récepteur. Enfin, le clonage, par la méthode du double hybride, de l’ADNc codant ce récepteur a permis de mettre en évidence la présence de plusieurs protéines affines pour la cryptogéine. Toutes ces protéines sont de nature intracellulaire, laissant envisage une éventuelle internalisation de l'élicitine dans les cellules végétales.

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Rejraji, Hanae. "La Glutathion Peroxydase 5 murine : modèle d'étude de l'activité sécrétoire de l'épididyme et des mécanismes de transport et d'association protéiques au spermatozöide". Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21438.

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Chez la souris, GPX5 est fortement synthétisée et sécrétée dans la tête de l'épididyme. Elle est retrouvée par la suite associée à la tête des spermatozoi͏̈des. GPX5 est présente dans la lumière de la tête et de la queue épididymaires à trois localisations : libre et soluble dans le fluide, fixée fortement à la membrane spermatique et associée à des structures lipidiques lui conférant une protection contre des digestions protéolytiques. Nous avons isolé des structures vésiculaires à partir de fluide épididymaire de souris que nous avons nommées épididymosomes. Nous avons localisé la protéine GPX5 dans ces vésicules. Les épididymosomes sont des vésicules de taille et de contenu hétérogènes. Ils présentent une forme sphérique et sont composés d'une membrane bilamellaire. Ils semblent être originaires de l'épithélium épididymaire, principalement de sa région proximale. La membrane spermatique semble se fluidifier. Nous n'observons pas d'échange direct de lipides entre les spermatozoïdes et les épididymosomes mais l'évoltion inversée de la fluidité de leurs membranes est en faveur de leur interaction

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Vigier, Maxime. "Influence des lipides membranaires sur les interactions protéiques liées aux anomalies endolysosomales dans un modèle neuronal de la maladie d'Alzheimer". Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2022. http://www.theses.fr/2022LORR0331.

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La maladie d'Alzheimer (MA) est une pathologie complexe et multifactorielle pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer l'apparition et la progression de cette maladie, dont la cascade amyloïde, qui prédomine dans le domaine de la recherche depuis 30 ans. La voie amyloïdogène nécessite l'endocytose de la protéine APP dans les endosomes précoces où elle subit deux clivages protéolytiques, d'abord par la β-sécrétase pour produire le fragment C99, puis par la γ-sécrétase pour produire le peptide Aβ. L'une des hypothèses actuelles est que les anomalies de l'endocytose et le dysfonctionnement du système endolysosomal dans les neurones constitueraient un des mécanismes neuropathologiques précoces de la MA, bien avant la cascade neurotoxique générée par Aβ et les dépôts amyloïdes. Nous défendons l'hypothèse que des modifications de l'organisation membranaire, notamment au cours du vieillissement ou dues à des déséquilibres lipidiques, pourraient exacerber ou favoriser ces dysfonctionnements. Pour cette étude, nous avons utilisé un modèle de neuroblastome humain surexprimant la protéine mutante APPswe. Nous avons tout d'abord vérifié la présence d'anomalies endolysosomales typiques de la MA (endosomes hypertrophiés, trafic vésiculaire bloqué), auxquelles nous avons également associé une faible production d'exosomes, conditions de stress chronique que nous avons corrélées à la mort neuronale. Incriminant dans un premier temps une production continue d'Aβ dans ces cellules, nous avons cherché à réduire son impact en inhibant l'activité γ-sécrétase. Cela n'a pas amélioré le stress, mais l'a au contraire aggravé, ce qui nous a conduit à considérer que c'est le fragment C99 de l'APP, c'est-à-dire le substrat de la production d'Aβ, qui est le produit amyloïde central de la cascade neurotoxique observée dans les cellules surexprimant l'APP. Les effets délétères du C99 doivent se produire avant ceux de l'Aβ, expliquant la précocité connue des altérations endolysosomales. S'accumulant à la suite de l'inhibition de la γ-sécrétase, le fragment C99 interagit davantage avec la protéine Rab5, spécifique de l'endosome précoce. La maturation de cette dernière est ainsi empêchée, bloquant le trafic vésiculaire du système endolysosomal. Comme les interactions entre C99 et Rab5 se produisent au niveau de la membrane des endosomes, nous avons modifié la composition lipidique de la bicouche et exploré les conséquences sur ces interactions. À cette fin, nous avons traité des cellules SH-SY5Y-APPswe par de l'acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3), le principal acide gras polyinsaturé des membranes neuronales et connu pour ses propriétés neuroprotectrices contre le stress amyloïde et la MA. L'effet bénéfique attendu sur la survie neuronale a bien été observé, en parallèle au déblocage du trafic endolysosomal et à la production d'exosomes. Tous ces changements ont été corrélés à une dispersion entre C99 et Rab5 dans la membrane, suggérant que le traitement par le DHA a pu initier un remodelage membranaire. Ce remodelage peut conduire à une relocalisation des protéines, les endosomes pouvant alors échanger Rab5 contre Rab7 et évoluer en endosomes tardifs, levant ainsi le blocage initial. À notre connaissance, il s'agit de la première preuve que le DHA peut corriger un phénotype directement lié à la MA, mais sa capacité à remodeler la membrane neuronale a déjà été démontrée par notre équipe pour préserver la signalisation par le facteur neurotrophique CNTF dans le cerveau de souris âgées. Nous ignorons quels principes mécanistiques pourraient régir ces effets bénéfiques, certainement non spécifiques, mais nous supposons qu'en préservant l'organisation des membranes des neurones âgés ou soumis à un stress chronique, ils pourraient prévenir ou restaurer une partie des dommages subis, augmenter les chances de survie des neurones et ainsi ralentir le développement de la MA
Alzheimer's disease (AD) is a complex and multifactorial pathology for which there is no current treatment. Several hypotheses have been proposed to explain the onset and progression of this disease, including the amyloid cascade, which predominates the field of research for the past 30 years. The amyloidogenic pathway requires the endocytosis of the APP protein in early endosomes where it undergoes two proteolytic cleavages, first by β-secretase to produce the C99 fragment, and then by γ-secretase to produce the Aβ peptide. One of the current hypotheses is that abnormalities of endocytosis and dysfunction of the endolysosomal system in neurons would constitute one of the early neuropathological mechanisms of AD, well before the neurotoxic cascade generated by Aβ and amyloid deposits. We advocate the hypothesis that changes in membrane organization, particularly during aging or due to lipid imbalances, may exacerbate or promote these dysfunctions. For this study, we used a human neuroblastoma model overexpressing the mutant protein APPswe. We first verified the presence of typical AD endolysosomal abnormalities (enlarged endosomes, blocked vesicular trafficking), to which we also associated low exosome production, chronic stress conditions that we correlated with neuronal death. Initially incriminating continuously produced Aβ in these cells, we sought to reduce its impact by inhibiting γ-secretase activity. This did not ameliorate the stress, but instead aggravated it, leading us to consider that it is the C99 fragment of APP, i.e. the substrate of Aβ production, that is the central amyloid product in the neurotoxic cascade seen in APP-overexpressing cells. The deleterious effects of C99 must occur before those of Aβ, explaining the known precocity of endolysosomal alterations. Accumulating as a result of γ-secretase inhibition, the C99 fragment interacts further with the early endosome-specific Rab5 protein. Maturation of the latter is thus prevented, blocking vesicular trafficking of the endolysosomal system. As the interactions between C99 and Rab5 occur at the membrane level of endosomes, we have modified the lipid composition of the bilayer and explored the consequences on these interactions. For this purpose, we treated SH-SY5Y-APPswe cells with docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3), the major polyunsaturated fatty acid in neuronal membranes and known for its neuroprotective properties against Aβ toxicity and AD. The expected beneficial effect on neuronal survival was indeed observed, in parallel with the unblocking of endolysosomal trafficking and exosomal production. All these changes were correlated with a dispersion between C99 and Rab5 in the membrane, suggesting that DHA treatment may initiate membrane remodeling. This remodeling may lead to protein relocalization, whereby endosomes may exchange Rab5 for Rab7 to evolve into late endosomes, thereby overcoming the initial blockage. To our knowledge, this is the first evidence that DHA can correct a phenotype directly related to AD, but its ability to remodel the neuronal membrane was previously demonstrated by our team to preserve the neurotrophic CNTF signaling in the brain of aged mice. We do not know what mechanistic principles might govern these beneficial effects, which are certainly non-specific, but we assume that by preserving the organization of the membranes of aged or chronically stressed neurons, they may prevent or restore some of the damage suffered, increase the chances of neuronal survival and thus slow AD development

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Daghildjian, Katia. "Etude des mécanismes d’interaction entre des porphyrines dendrimériques et des membranes de cellules tumorales : validation d’un modèle artificiel par une approche cellulaire". Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA114842/document.

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La thérapie photodynamique (PDT) constitue une approche prometteuse pour le traitement de tumeurs cancéreuses accessibles à la lumière, en particulier pour la réduction des effets indésirables comparés à la chimiothérapie classique. Particulièrement intéressante pour le traitement du rétinoblastome, cancer le plus fréquent chez le jeune enfant, elle nécessite le développement de nouveaux photosensibilisateurs dont la structure est mieux adaptée aux spécificités des cellules ciblées. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié des dérivés porphyriniques à structure dendrimérique pour amplifier leur caractère amphiphile et créer un cluster de sucres. Cette structure pourrait favoriser la reconnaissance de ces molécules par des récepteurs membranaires, interactions déjà mises en évidence grâce à des modèles membranaires artificiels. L'objectif de cette thèse était de déterminer les mécanismes d'interactions spécifiques et non spécifiques de ces molécules avec la membrane plasmique et de valider la pertinence des modèles artificiels. Si la culture cellulaire s'est avérée inadaptée pour cette détermination, une approche innovante utilisant une microbalance à cristal de quartz et des expériences de cytométrie en flux ont confirmé la capacité des porphyrines dendrimériques à interagir avec un ou plusieurs récepteurs spécifiques. Une analyse de la composition lipidique des membranes cellulaires de la lignée Y79 et de deux xénogreffes a été également entreprise afin de mieux caractériser ces membranes et de contribuer à l'élaboration d'un modèle lipidique artificiel davantage biomimétique du rétinoblastome
Photo Dynamic Therapy (PDT) is a promising alternative treatment against solid tumors reachable to light with less side-effects than classical chemotherapies. Its efficacy mainly relies on the physicochemical properties of a photosensitizer (PS), and its penetration into tumour cells. PDT is particularly interisting for the treatment of retinoblastoma, a malignant intraocular tumor affecting young children. Consequently, new photosensitizers need to be created. Since PS uptake may be ease by the over-expression of a mannose receptor at the surface of retinoblastoma cells, amphiphilic dendrimeric porphyrins grafted with mannose groups have been synthetised. Model membranes allow the identification of structural parameters controlling the passive penetration of porphyrins into cells. Specific interactions have been previously shown between these porphyrins and a model membrane grafted with a lectin (Concanavalin A) mimicking the mannose receptor on the retinoblastoma cell membrane. In this work we aimed at i) assessing the relevance of the membrane model with biological studies (cell culture and flow cytometry) and ii) improve the model with a lipidomic analysis of retinoblastoma cells and xenografts. Cell culture revealed to be unsuitable for our studies. To overcome this, we used an innovative approach in which retinoblastoma cells were immobilized onto the sensor of a quartz crystal microbalance (QCM-D). We fully confirmed the results achieved with the artificial membrane model. Since the composition of a membrane plays a crucial role, a lipidomic analysis of Y79 cell and xenografts membranes has been performed. Phospholipids and cholesterol have been identified and quantified with LC-DEDL and GC-MS. The feedback from these experiments not only provided useful information about the differences in lipidic composition of these membranes, but also allowed us to refine the lipidic composition of our models

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Buchoux, Sébastien. "Vers un nouveau modèle de déstabilisation des membranes biologiques par les lipopeptides : apport de la RMN à travers l'exemple de la surfactine". Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13565.

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La surfactine (SF) est un lipopeptide sécréte par Bacillus Subtilis et découvert à la fin des années 60. De par ses propriétés amphiphiles, SF possède une affinité particulière pour les membranes biologiques et a, en particulier, la faculté de les déstabiliser. En nous appuyant sur la résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide, la microscopie électronique à transmission (MET), la diffusion dynamique de la lumière (DDL) et la dynamique moléculaire (DM), nous avons étudié la surfactine en interaction avec des modèles de membranes. Les études, menées par RMN-2H et RMN-31P, de SF en interaction avec des liposomes constitués de lipides zwitterioniques et/ou chargés négativement, nous ont permis de mettre en évidence une déstabilisation des membranes chargées négativement induite par SF (également chargée négativement). Nous avons confirmé cette déstabilisation des liposomes, micrométriques, au profit de vescicules unilamellaires de taille très inférieur (100nm) grâce à des expériences en DDL et MET. Enfin, des études complémentaires, en RMN en rotation à l'angle magique (HR-MAS) et DM, nous ont permis de caractériser la très forte affinité de SF vis-à-vis des lipides constitutifs des modèles membranaires. Le modèle du "coin électrostatique", un nouveau modèle de déstabilisation des membranes biologiques basé sur les interactons hydrophobes et la répulsion électrostatique, a ainsi pu être mis au point. En parallèle, un logiciel de déconvulsion de spectres de dichroïsme circulaire (CD-Friend) ainsi qu'un logiciel de traitement de spectres de RMN (NMR-Friend) ont été développés et sont également présentés.

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Pajoum, Shariati Farshid. "Etude de la viabilité et de la réactivité d'une biomasse épurative de Bioréacteur à membranes". Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20265.

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Les règlements plus stricts pour les rejets d'eaux usées présentent de nouveaux défis technologiques pour le traitement d'eaux usées urbaines et industrielles. Le besoin notamment d‘améliorer la qualité hygiénique de l'eau traitée se fait ressentir en cas de sites sensibles ou de réutilisation. Le bioréacteur à membranes (BRMs) représente une des approches les plus innovatrices pour éviter la présence d'agents pathogènes dans l‘eau en sortie de station. En utilisant des membranes avec un seuil de coupure dans la gamme 0.04~0.2 μm, les bactéries mais aussi les virus sont pratiquement complètement retenus. Si l'encrassement membranaire reste un problème déterminant pour le développement des BRMs, le manque d‘outils de caractérisation en ligne de la qualité et la quantité de biomasse active dans les réacteurs reste un point important pour favoriser le contrôle et l‘optimisation des BRMs. Dans cette étude une méthode originale a été développée pour évaluer la viabilité des boues activées présentes dans un réacteur biologique d‘épuration en complémentarité des informations données par la mesure d'activité respirométrique. Cette méthode permet la distinction entre cellule morte et vivante, la respirométrie pouvant alors distinguée la part active de la biomasse vivante. Le travail expérimental a été conduit dans deux réacteurs biologiques de type chenal d‘oxydation équipés de membranes immergées "airlift oxidation ditch membrane bioreactor" (AOXMBR). Les modules membranaires sont immergés dans un zone aérée où l‘apport d‘air permet à la fois la circulation d‘eau par air-lift, l‘aération du milieu et le nettoyage des membranes par aération. Les essais ont été conduits en mode fermé (batch reactor), alterné (fed batch reactor) et continu. La première partie de l‘étude concerne la caractérisation hydrodynamique du réacteur déterminante en terme de conformité du système pour la circulation des fluides, l‘intensité des transferts et des réactions d‘épuration. Les résultats mettent en avant le rôle de la géométrie de l‘airlift sur la circulation des fluides mais aussi la rétention gazeuse déterminante en terme de transfert d‘oxygène et capacité de nettoyage des membranes. La viabilité et l'activité respirométrique de boues activée ont alors été étudiées sous différentes conditions opératoires. Les résultats ont montré une évolution semblable des deux paramètres en fonction des conditions imposées. Ceci confirme l‘intérêt de la mesure de viabilité qui peut être conduite en ligne sur le système, à la différence de la mesure par respirométrie qui nécessite une procédure spécifique plus ou moins complexe. Toutefois, les essais ont montré aussi qu‘une concentration en biomasse importante était nécessaire dans le bioréacteur pour que la viabilité soit mesurable. Les résultats ont aussi montré que la viabilité et l'activité augmentent avec la charge organique (Cv). Cette variation était conforme à l'augmentation des matières volatiles en suspension MVS et de la vitesse de consommation d‘oxygène OUR. Lors de diminution de charge organique, la concentration de protéine dans le milieu a changé inversement avec la viabilité de la biomasse. De possibles améliorations de l'instrument de mesure en ligne de la viabilité et de l'activité de boues activées dans les bioréacteurs sont également discutées. Les performances épuratives mesurées ont confirmé la grande capacité épuratoire d‘un BRM, toutefois, travailler à très forte charge engendre une dynamique de colmatage intense qu‘il faut maîtriser
In this study a novel method was developed to assess the viability of activated sludge present in a biological treatment process and signify its complementarity from respirometric activity. This method allows the distinction between viable vs. dead and inactive vs. active microbial cells in biomass population and can be used for a better and more efficient control of the biological activity especially in MBR systems.For this purposed two airlift oxidation ditch membrane bioreactors (AOXMBR), were designed and constructed. They were equipped with flat sheet, membranes directly immersed in the airlift section where the air injection induced sludge aeration, water circulation and continuous membrane cleaning.To evaluate the relevance of the batch, fed-batch and AOXMBR) were carried out in order to obtain a better understanding of biomass characteristic for MBR performance.Firstly, for determining the treatment capacity of the proposed AOXMBR is important to understanding of the hydrodynamic characteristics of the system. And impact of design parameter on hydrodynamic characterization of the system was investigated. The results showed the gas holdup and liquid velocity increased with increase in superficial gas velocity and decrease in distance from aeration zone. Furthermore, gas holdup and liquid velocity in downcomer section did not show any significant variations with change in the top to bottom clearance ratio. The riser gas holdup data was related to the superficial gas velocity and the top to bottom clearance ratio data. Also, the downcomer gas holdup was related to superficial gas velocity and distance from airlift section.Secondly, viability and respirometric activity of activated sludge under different activated sludge conditions (batch, fed-batch) at high cell density as the model of membrane bioreactors were investigated. The results showed the same downward trend for both these parameters (viability and respirometric activity) which was due to quantitative and qualitative changes in the microbial culture in the activated sludge. Based on different fed of substrate for each experimental run (batch, fed-batch), operational variables showed significant influence in viability and activity of activated sludge. Also, the effect of changing physicochemical condition.on viability and respirometric activity was investigated. The results showed that respirometric activity was affected more strongly by temperature than viability.Thirdly, biological performance of AOXMBR was carried out.Finally, base on data obtained in the last experiment, in this part the capacitance sensor used as the on-line monitoring of viability of activated sludge in AOXMBR. Results showed that viability and activity were increased with organic loading rate (OLR) increasing until 5 kg COD m-3 d-1. This variation was in accordance with increasing of MLSS, MLVSS and OUR. The results also showed that the viability of biomass decreased when reducing the organic loading rate from 5 to 4 kg COD m-3 d-1. Also, protein concentration in system changed inversely with activated sludge viability.The possible reasons are discussed for future improvements online instrument for measuring viability and activity of activated sludge in biological wastewater. Summary of the principal results and novelty of this thesis obtained in this study: The porposed system would reward improved efficiency across the oxidation ditch, airlift and membrane bioreactor. The AXOMBR is a suitable system for operating at high organic laoding rate. However, the suddenly reduction of OLR affects on viability of activated sludge. The specific characterization of the system is capable of working at three different zone: aerobic, anoxic and anaerobic zone. Also, the time of operating at each zone can be changed with superficial gas velocity top to bottom clearance

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Fliniaux, Ophélie. "Développement d'un modèle membranaire biomimétique supporté pour l'approche des mécanismes mitochondriaux impliqués dans le stress oxydant". Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1475.

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L'étude du stress oxydant est envisagée via le fonctionnement de la chaîne de transfert d'électrons mitochondriale reconstituée dans un modèle membranaire. Les protéoliposomes ont été préparés par enrichissement lipidique de fragments de membrane mitochondriale interne. Un support original pour la membrane a été développé : une électrode d'alumine, dont les pores sont assez larges pour permettre l'entrée des vésicules. Les assemblages moléculaires ont été optimisés pour décoller la membrane du support et limiter les interactions non spécifiques entre les protéines et la surface. L'influence du rapport lipides/protéines des protéoliposomes sur la formation de la membrane a été étudiée. L'évaluation de l'effet fusogène de différents traitements a été réalisée. Ces différentes études ont permis la reconstitution de la membrane par fusion provoquée des protéoliposomes. Des essais d'électrocatalyse enzymatique ont été réalisés pour accéder à la fonctionnalité des enzymes intégrées
Our aim is to study oxidative stress via the functional mitochondrial electron transfer chain that is incorporated into a membrane mode!. Proteoliposomes were obtained from lipid enriched native inner mitochondrial membrane. An original support bas been developed to reconstitute the artificial membrane: an aluminium oxide microporous electrode in which the pores were big enough to allow the accumulation of vesicles inside the electrode. We have used the proteoliposomes to reconstitute the membrane by triggered fusion. The functionalization of the support had to be optimized to allow the membrane tethering and to avoid the non-specifie binding phenomena due to protuberant membrane proteins. We also had to investigate the supported membrane formation with various lipid/protein ratios for proteoliposomes as weIl as evaluate the triggered fusion efficiency of different treatments. Preliminary enzymatic electrocatalysis experiments have been performed to study proteins functionality

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Essaid, Donia. "Photosensibilisateurs pour la thérapie photodynamique (PDT) des cancers : impact des modifications structurales sur leur interaction avec des membranes". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS042/document.

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La photothérapie dynamique (PDT) consiste à injecter un photosensibilisateur (PSr) au patient, puis à illuminer sa tumeur. En présence d’oxygène, le PSr activé entraîne la formation d’oxygène singulet cytotoxique. Nos collaborateurs à l’Institut Curie ont synthétisé des dérivés porphyriniques glycoconjugués(TPP) pour traiter le rétinoblastome par PDT.Des études de caractérisation de ces TPP in vitro ont montré une internalisation dans la cellule par voie passive. C’est dans ce contexte que nous avons analysé l’interaction de certaines TPP avec les lipides membranaires.Dans un premier temps, cette interaction a été étudiée par une approche chromatographique sur des colonnes C18/C8, PolarTec, HILIC et IAM. Nous avons démontré une variation de l’interaction selon la structure des TPP. Par la suite, nous avons mis en évidence par DSC, les changements d’organisation de bicouches phospholipidiques produits par deux TPP d’intérêt, et déterminé par FTIR-ATR, la localisation de la perturbation au niveau des têtespolaires ou des chaines aliphatiques des lipides.Cette approche a été poursuivie par l’évaluation de la localisation des TPP à l’échelle cellulaire,par microspectroscopie IR couplée au rayonnement synchrotron. Une discrimination des TPP a été mise en évidence par des outils chimiométriques pour les cellules Y79, mais pas pour les lignées WERI-Rb1 ni ARPE-19. Afin de développer un modèle membranaire artificielde rétinoblastome, nous avons réalisé par spectrométrie de masse (Orbitrap) une analyse lipidomique approfondie des phospholipides des membranes plasmiques et mitochondriales des lignées Y79 et ARPE-19,. Nous avons analysé les propriétés visco-élastiques des extraits membranaires et proposé un modèle artificiel complexe mimant au moins partiellement ces propriétés. Ce modèle pourrait permettre le criblage in vitro des TPP
Photodynamic therapy (PDT) is atreatment modality in which a photosensitizer(PSr) is injected to a patient. Then the tumor isilluminated with a laser. The excited PSrinduces the production of cytoxic singletoxygen. Our collaborators at the Institut Curiehave synthesized glycoconjugated tetraphenylporphyrins(TPP) for the treatment ofretinoblastoma by PDT. These compoundswere characterized in vitro and studies showedthat the most promising porphyrin crossed thecell membrane by passive transport. It is in thiscontext that this research was developed: theobjective was to study the interaction of aseries of porphyrins with membrane lipids.Firstly, porphyrin interaction with lipids wasstudied by a chromatographic approach onC18/C8, PolarTec, HILIC and IAM columns.Results showed a variation in the interactionaccording to porphyrin structures.Then, we demonstrated the effect of two TPPson phospholipid bilayers organization by DSC,and determined the localization of thisinteraction (polar heads or lipid aliphaticchains) by FTIR-ATR. The effect of TPPs onlipids and proteins was studied at the cellularlevel by IR microspectroscopy coupled withsynchrotron radiation. A discrimination ofporphyrins could be made by chemometrictools for Y79 cells but not for WERI-Rb1 norARPE-19 ones. In order to develop an artificialmembrane model, we performed lipidomicanalysis by mass spectrometry (Orbitrap) ofplasma and mitochondrial lipid membranes ofY79 and ARPE-19 cells. We determined theviscoelastic properties of lipid extracts andproposed an artificial lipid model partiallymimicking these viscoelastic properties. Thismodel could allow TPP screening in vitro

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Barron, Olivia. "Catalyst Coated Membranes (CCMs) for polymerelectrolyte Membrane (PEM) fuel cells". Thesis, University of the Western Cape, 2010. http://etd.uwc.ac.za/index.php?module=etd&action=viewtitle&id=gen8Srv25Nme4_4757_1307336145.

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The main objective of this work it to produce membrane electrode assemblies (MEAs) that have improved performance over MEAs produced by the conventional manner, by producing highly efficient, electroactive, uniform catalyst layers with lower quantities of platinum electrocatalyst. The catalyst coated membrane (CCM) method was used to prepare the MEAs for the PEM fuel cell as it has been reported that this method of MEA fabrication can improve the performance of PEM fuel cells. The MEAs performances were evaluated using polarisation studies on a single cell. A comparison of polarisation curves between CCM MEAs and MEAs produced in the conventional manner illustrated that CCM MEAs have improved performance at high current densities (>
800 mA/cm2).

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Blanpain-Avet, Pascal. "Étude des paramètres gouvernant l’effet du backpulse et de la superposition de pulsations de débit et de pression lors de la microfiltration du jus de pomme sur membranes minérales". Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD360.

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Ce travail concerne l'étude de l'effet des paramètres gouvernant deux techniques hydrodynamiques, le backpulse (ou contre-lavage) et le débit pulsé, qui permettent de lutter contre le colmatage des membranes. Ces deux techniques ont été appliquées à la microfiltration tangentielle du jus de pomme sur membranes minérales. Nous avons, dans une première partie, cherché les principaux paramètres responsables de l'efficacité du backpulse. Un modèle, basé sur un flux de soluté en rétro-transport induit hydrodynamiquement, est proposé afin de décrire la reformation d'une couche de dépôt entre deux rétrofiltrations. Dans une deuxième partie, nous avons cherché à optimiser l'efficacité de la technique de débit pulsé en batch monotube en terme de flux de filtration. Un signal de débit et de pression présentant une faible consommation énergétique additionnelle nous a permis d'atteindre une augmentation de flux de 55%. La dernière partie a concerné la mise en œuvre du débit pulsé appliqué cette fois à l'échelle pilote sur un banc muni d'une boucle de recirculation.

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Ayoub, Pierre. "Molecular dynamics study of pyrene excimer formation and oxidation in lipid bilayer models". Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAE038/document.

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Nous proposons une nouvelle approche pour déterminer le coefficient de diffusion dans des membranes lipidiques se basant sur la formation d'excimères. Alors que les autres modèles statistiques considèrent le système comme un ensemble de points sur un réseau, nous utilisons un modèle à gros grain afin d'étudier des bicouches lipidiques simulées à l'aide du champs de force Martini. Nous déterminons le taux de réaction dépendant du temps à partir des probabilités de survie obtenues a posteriori à l'aide des trajectoires numeriques des bicouches symétriques de DOPC (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) et POPC (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) simulées à 283 K et 293 K respectivement. Les dynamiques de collision sont obtenues en distinguant virtuellement les molécules simulées. Les sondes fluorescentes sont supposées semblables aux lipides, et par conséquent, ne modifient pas la dynamique. Nous obtenons une expression générale pour la probabilité de survie en combinant approximation des paires indépendantes et propriétés d'échelle, mais aucune hypothèse n'est faite pour le taux de formation d'excimère. En superposant les intensités d'émission de fluorescence normalisées, déterminées numériquement, aux courbes de titrations expérimentales, nous obtenons deux ensembles de résultats pour le coefficient de diffusion latéral, selon que l'association entre feuillets est autorisée ou pas. Nous utilisons un rayon de capture de 0.5 nm, la distance à partir de laquelle les deux sondes réagissent pour former un excimère. En comparant la dynamique Martini aux expériences de fluorescence, il est possible d'estimer le facteur d'accélération
We propose a novel approach to extract the lateral diffusion coefficient in lipid bilayers using excimer formation. In contrast to previous statistical models that modeled the system as points undergoing jumps from site to site on a lattice, we use coarse-grained molecular dynamics to study lipid bilayers simulated using the Martini force field. We derive time dependent reaction rates from survival probabilities obtained a posteriori from numerically generated trajectories of symmetric DOPC (1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) and POPC (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) bilayers at 283K and 293K respectively. Collision dynamics are determined by virtually relabeling the simulated molecules. The fluorescent probes are assumed to behave like ordinary membrane lipids and therefore the dynamics remain unaffected. We derive a generalized expression for the survival probability combining independent pairs and size scaling assumptions, but no assumption is made regarding the kinetic rate of the excimer formation process. By fitting the numerically determined normalized fluorescence emission intensities to experimental titration curves, we obtain two sets of results for the lateral diffusion coefficients depending whether interleaflet excimer association is allowed or not. We use a capture radius of 0.5 nm, the distance at which the probes react to form excimers. By relating Martini dynamics to real fluorescence experiments, we estimate the numerical Martini acceleration factor. We also study mixtures of oxidized-non oxidized DOPC and POPC bilayers using a hydroperoxidized model of these lipids for different concentrations of the oxidized component (3.1%, 25% and 50%). Using pair correlation functions, we extract structural information on the systems and determine whether the two components are prone to mixing or not. Finally, we calculate the thermodynamic mixing parameters within the framework of the virial expansion

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Rebaud, Samuel. "Étude de l'interaction d'une famille de protéines myristoylées, les Visinin-Like Proteins, avec des membranes biomimétiques et développement d'un nouveau modèle membranaire dédié à l'étude de l'interaction protéine / lipide". Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10035.

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Deux membres des Visinin-Like Proteins (VILIPs), VILIP-1 et VILIP-3, ont été étudiés à l'aide de deux modèles membranaires biomimétiques, les monocouches de Langmuir couplées à la microscopie à l'angle de Brewster (BAM) et les bicouches lipidiques supportées (SLB) visualisées par microscopie à force atomique (AFM). A l'aide de ces deux modèles, nous avons pu montrer que les VILIPs, protéines N-myristoylées et possédant quatre mains-EF, ont une cinétique d'interaction membranaire qui augmente en présence de calcium, probablement dû à la présence d'un mécanisme type « switch calcium-myristoyle ». En revanche, l'utilisation de protéines mutées, non myristoylées, a révélé que la présence du groupement myristoyle n'est pas le seul facteur nécessaire pour que ces protéines interagissent avec la membrane. La présence d'une région N-terminale riche en résidus lysine permettrait à cette famille de protéines d'interagir via des interactions électrostatiques avec des membranes possédant des lipides anioniques et plus particulièrement du phosphatidylinositol-4,5-biphosphate (PIP2). La présence d'un faible pourcentage de ce phosphoinositide dans la membrane est responsable de l'accélération de la vitesse d'interaction membranaire des VILIPs, ce qui est cohérent avec leur location subcellulaire in cellulo. Enfin, un nouveau modèle membranaire de bicouches lipidiques suspendues sur des pilotis peptidiques (pep-tBLM) greffés sur une surface d'or a été ensuite développé. La méthode présentée dans ce manuscrit permet de créer des tBLM, de la composition lipidique souhaitée, en utilisant un peptide pilotis spécifiquement conçu durant cette thèse. La création de ce modèle a été suivie en temps réel par imagerie de résonance plasmonique de surface (SPRi) et caractérisé par AFM et par microscopie de fluorescence
Two members of the Visinin-Like Proteins (VILIPs) family, VILIP-1 and VILIP-3, have been studied using two biomimetic membrane models, the Langmuir monolayers coupled to the Brewster angle microscopy (BAM) and the supported lipid bilayers (SLB) visualized by atomic force microscopy (AFM). Using these two models, we have shown that VILIPs, N-myristoylated proteins with four EF-hands, have a membrane interaction kinetic that increases in the presence of calcium, probably due to the presence of a "calcium-myristoyl switch" mechanism. Tn contrast, the use of unmyristoylated proteins revealed that the presence of the myristoyl group is not the only factor necessary for the interaction of these proteins with the membrane. The presence of a N- terminal lysine-rich region allows this family of proteins to interact through electrostatic interactions with membranes containing anionic lipids and particularly the phosphatidylionisitol-4,5-biphosphate (PIP2). The presence of a small percent of phosphoinositide in the membrane is responsible for the acceleration of the binding rate of VILIPs, which is consistent with their subcellular location in cellulo. Finally, a new membrane model of peptide tethered lipid bilayers (pep-tBLM) grafted onto a gold surface was developed. The method described in this manuscript allows the formation of tBLM, containing the desired lipid composition, by using a home-designed peptide as tether. The formation is followed in real time by surface plasmon resonance imaging (SPRi) and has been characterized by AFM and fluorescence microscopy

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Schab, Frédéric. "Étude comparative des procédés d'électrodialyse et d'électrodéionisation : application à la fabrication d'acide lactique". Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL035N/document.

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Le présent travail porte sur l’étude comparative des procédés d’électrodialyse et d’électrodéionisation. Les possibilités d’application des procédés électro-membranaires à la production d’acide lactique par voie fermentaire sont investiguées. Deux axes de recherche sont choisis : le premier consiste à extraire de manière continue le lactate de sodium hors du milieu de fermentation. Pour cela, un empilement d’électrodialyse ne comportant que des membranes anioniques est couplé au fermenteur : environ 95 % des ions lactate sont extraits lors de l’opération. Par comparaison avec une fermentation témoin en mode batch, aucune inhibition de la fermentation n’est observée, et la productivité est multipliée par 13. Le deuxième axe de recherche consiste à convertir le lactate de sodium en acide lactique : un taux de purification comparable à celui obtenu en échange d’ions est recherché. Un procédé continu d’électrodéionisation à membranes bipolaires permettant d’atteindre 99,9 % de taux de conversion est élaboré pour le traitement de produit dilué. Est présentée finalement la modélisation mathématique d’un compartiment d’électodéionisation : les points expérimentaux sont fortement similaires aux points recalculés
This work deals with the comparative study of electrodialysis and electrodeionization. The possibilities to integrate the electro-membrane processes in the lactic acid fermentive production lines are investigated. Two main research ways are chosen : the first one lies in the continuous extraction of natrium lactate out of the fermentation middle. For this, an electrodialysis stack of only anionic membranes is coupled with the fermenter : approximately 95 % of lactate are removed during the operation. By comparison with a standard fermentation in batch mode, no inhibition is observed, and the productivity is increased by 13. The second way is to convert the natrium lactate in lactic acid : a high purity rate is seeked. A continuous electrodeioniation process including bipolar membranes, leading to 99,9% conversion rate, is elaborated for the treatment of diluted solutions. Finally is presented the mathematic calculation of an electrodeionization compartment : experimental points and calculated values are very similar

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Wolff, Jean. "Un modèle théorique des mélanges ternaires de lipides et de cholestérol". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01068363.

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Nous proposons un modèle théorique original pour décrire le processus de formation et la coexistence de phase dans les mélanges ternaires de phospholipides et de cholestérol. Ce modèle combine les effets de transitions de phase liquide-gel, décrits à l'aide d'un paramètre d'ordre interne, et les effets de mélange non-idéaux inspirés des modèles de Flory pour décrire l'influence du cholestérol. Notre approche thermodynamique décrit avec un réel succès la coexistence de mélanges phospholipide binaires, tel que DOPC-DPPC. Le paramètre d'ordre inspiré de l'approche de Doniach et de l'analogie avec le modèle d'Ising sous champ magnétique modélise de façon simplifiée la thermodynamique des chaînes alkyles dans la bicouche lipidique. Nous obtenons d'une part des diagrammes ternaires ressemblant aux diagrammes expérimentaux mais aussi la dépendance en température des équilibres de phases. Nous décrivons également des diagrammes pour d'autres espèces, telles que PSM, POPC ou DiphytanoylPC. Notre approche, combinant géométrie discrète et résolution des équations analytiques pour la détermination des caractéristiques des diagrammes de Gibbs est novatrice, et s'applique à une classe étendue de modèles thermodynamiques avec paramètre d'ordre. Nous cherchons ensuite à décrire des systèmes inhomogènes à l'aide d'une généralisation de Ginzburg-Landau du modèle précédent. Une application importante consiste à déterminer la tension de ligne $\tau$ et le profil d'une interface entre macrodomaines de phase liquide ordonné et désordonné. Enfin, nous étendons la théorie du mouillage de Cahn à la description de l'environnement d'une inclusion circulaire de rayon fini $R$ dans un ''océan lipidique'', à coexistence et hors coexistence. Nous discutons pour finir les effets de la proximité du point critique et ses conséquences quant aux interactions entre impuretés induites par les effets de mouillage.

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Judé, Sebastien. "Etude des effets des acides gras poly-insaturés n-3 sur les membranes des cellules cardiaques et mise au point d'un modèle d'arythmies spontanées chroniques induites par multiples embolisations des coronaires chez le chien". Tours, 2004. http://www.theses.fr/2004TOUR3310.

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L'objectif de ce travail de thèse était de comprendre les mécanismes impliqués dans les effets anti-arythmiques des AGPI n-3. Nous avons ainsi montré que : i) les produits de la peroxydation du DHA, plutôt que le DHA lui-même, étaient responsables des effets aigus observés sur les courants potassiques des cellules ventriculaires cardiaques isolées de rat. Ii) une alimentation enrichie en AGPI n-3 entraînait une importante incorporation de ces acides gras au sein des phospholipides membranaires cardiaques chez le chien. De telles modifications de la composition en acides gras des phospholipides, notamment des PI, peuvent expliquer la modulation de l'activation de certaines isoformes de PKC. Iii) les micro-embolisations multiples des artères coronaires chez le chien n'entraînaient pas de manière stable et reproductible le déclenchement d'arythmies ventriculaires spontanées. Ainsi, les effets des AGPI n-3 sur l'incidence des arythmies dans ce modèle n'ont pas pu être testés
The purpose of this thesis work was to understand the anti-arrhythmic effects of n-3 PUFA. Our study showed that: i) the peroxidation products of DHA, rather than DHA itself, were responsible for the acute effects observed on potassium channels in rat isolated ventricular cardiac cells. Ii) a diet enriched with fish oil induced a modification of the fatty acid composition of cardiac membrane phospholipids in dog. Such changes in the fatty acids composition, especially in the PI fraction, could lead to a differential activation of PKC isoforms. Iii) reproducible spontaneous ventricular arrhythmias were not obtained in the experimental model of arrhythmias induced by multiple by multiple coronary embolisations in dog. Consequently, the anti-arrhythmic effects of n-3 PUFA could not be tested on this experimental model

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Schram, Vincent. "Approche par la diffusion translationnelle de la structuration latérale de milieux modèles membranaires". Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30186.

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Afin de clarifier les relations pouvant exister entre le coefficient de diffusion translationnelle mesure par la technique du retour de fluorescence. Apres photoaveuglement (frap) et des grandeurs d'organisation laterale d'une membrane, des retours de fluorescence ont ete simules dans une grille a maille triangulaire encombree d'obstacles en taille et proportion surfacique variable. Une equation phenomenologique reliant le coefficient de diffusion a la taille et a la proportion surfacique des obstacles a ete etablie. La transposition de cette relation a des mesures experimentales de frap realisees sur des multicouches de phosphatidylcholine de jaune d'oeuf incorporant la proteine bacteriorhodopsine de halobacterium halobium suggere que celle-ci est entouree d'un annulus de lipides a mobilite restreinte d'une longueur de coherence d'environ 17 angstroms. Des mesures de frap ont egalement ete realisees dans des melanges binaires de phosphatidylcholines de synthese dans la zone de separation laterale de phase avec un nouveau type de modele membranaire, la bicouche adsorbee. Dans un melange equimoleculaire de dilauroyl- et dipalmitoyl-phosphatidylcholine, l'application de la relation phenomenologique precedente conduit a une taille des domaines de phase gel d'environ 200 molecules, invariante avec la temperature

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Josyula, Ratnakar. "Structural studies of yeast mitochondrial peripheral membrane protein TIM44". Thesis, Birmingham, Ala. : University of Alabama at Birmingham, 2009. https://www.mhsl.uab.edu/dt/2009p/josyula.pdf.

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Mourgues, Codern Alejandro. "Développement de modèles méso- et macroscopiques pour la séparation gazeuse par membranes : Etude de trois cas". Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20016.

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Harmouche, Nicole. "Les liposomes biphényles : un nouveau modèle de biomembrane magnétique fluorescent : caractérisation par RMN des solides, microscopies optiques et électroniques et SAXS". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00959353.

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Un nouveau modèle de biomembrane de type liposome a été développé à partir de lipides synthétisés comportant une unité biphényle sur leur chaînes sn2 et une chaîne aliphatique sn1 de longueur et insaturation variables. L'anisotropie de susceptibilité magnétique positive de ces molécules induit une déformation en oblate de ces liposomes dits " biphényles " dans le champ magnétique B0. Cette déformation spécifique a été caractérisée par RMN des solides 31P et 2H en faisant varier différents paramètres : l'intensité de B0, l'élasticité membranaire, la température et la taille des liposomes (Helfrich, 1973). Ces vésicules déformées ont pu être observées par microscopies optiques et électroniques et la rémanence de la déformation en dehors de B0 a pu être analysée par diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). Enfin, les premières applications des liposomes biphényles comme nouveau modèle de biomembrane pour analyser la structure et l'orientation (par RMN des solides 15N) de peptides ou protéines membranaires, ont été étudiées.

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Pazin, Wallance Moreira. "Anisotropia de fluorescência: aplicações em membranas modelo". Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-26062012-145823/.

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O estudo de agregados anfifílicos é de extrema importância devido à sua mimetização de membranas celulares, que são essenciais para a vida da célula. Sabe-se que os fosfolipídios não possuem estruturas moleculares bem definidas nas membranas, porém exercem um papel essencial na manutenção da sua integridade. Fosfolipídios zwitteriônicos são um dos principais componentes estruturais das membranas celulares, e um modelo simplificado destas membranas são as bicamadas que estes fosfolipídios podem formar em meio aquoso. A principal característica destas bicamadas lipídicas é a auto-organização dos lipídios, fazendo-se necessário o estudo de processos naturais e espontâneos, como suas propriedades estruturais e dinâmicas. A espectroscopia de fluorescência tem sido utilizada no estudo de diversos processos e sistemas de interesse biológico, principalmente por medidas de anisotropia de fluorescência, que fornece informações sobre a dinâmica rotacional das sondas fluorescentes inseridas nos sistemas de interesse, refletindo efeitos combinados de flexibilidade, fluidez e interações estáticas com moléculas circundantes. Neste trabalho examinamos as propriedades estruturais e dinâmicas de membranas modelo fosfolipídicas formadas de 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC) por técnicas relacionadas à espectroscopia de fluorescência, principalmente por medidas de anisotropia do estado estacionário e resolvida no tempo, das sondas fluorescentes 1,6-diphenil-1,3,5-hexatrieno (DPH), 7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-il (NBD) ligado em diferentes regiões das moléculas fosfolipídicas e também da sonda lipofílica 2-amino-N-hexadecil-benzamida (Ahba). As medidas foram realizadas tanto acima como abaixo da temperatura de transição de fase das bicamadas fosfolipídicas de DPPC, na fase gel e líquido-cristalina, devido à diferença da organização lateral das cadeias de hidrocarboneto nestas duas fases. Medidas de espalhamento dinâmico de luz foram realizadas para confirmar a formação das vesículas unilamelares pelo processo de extrusão da suspensão lipídica contendo vesículas multilamelares, e a técnica de calorimetria diferencial de varredura foi empregada para verificar se baixa concentração das sondas fluorescentes nas vesículas afetam seu empacotamento lipídico. Pelos resultados obtidos, constatamos que os comportamentos das três sondas fluorescentes diferem em ambas as fases das bicamadas fosfolipídicas, revelando suas propriedades estruturais e dinâmicas, principalmente pelas diferentes localizações dos fluoróforos. Verificamos que, devido à afinidade pela região hidrofóbica, o movimento do DPH é restrito ao movimento \"wobbling\", limitado pelas cadeias alifáticas. Para o NBD em lipídios marcados, o movimento do análogo fluorescente como um todo depende da localização do fluoróforo e de sua conformação em ambas as fases das bicamadas lipídicas. Devido à localização do grupo fluorescente da sonda Ahba na interface das bicamadas lipídicas, verificamos que seu movimento rotacional aumenta à medida que a bicamada torna-se mais fluida, mostrando uma dependência deste movimento com a microviscosidade destas bicamadas.
The study of amphiphilic aggregates is extremely important due to their cell membrane mimic, which are essential for the life of the cell. It is known that phospholipids do not have molecular structure well defined in membranes, but play an essential role in maintaining of their integrity. Zwitterionic phospholipids are one of the main components of cell membranes, and a simplified model for the membranes are the bilayers they can form in aqueous medium. The main characteristic of lipid bilayers is the self-organization of lipids, making it necessary to study natural and spontaneous process, as their structural and dynamical properties. The fluorescence spectroscopy has been used to study many processes and systems of biological interest, especially by measurement of fluorescence anisotropy, which gives information about the rotational dynamics of the fluorescent probe inserted in the systems of interest, reflecting the combined effects of flexibility, fluidity and static interactions with surrounding molecules. In this work we examined the structural and dynamic properties of phospholipid model membranes formed of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocoline DPPC by techniques related to fluorescence spectroscopy, mainly by measurements of steady-state and time resolved anisotropy of the probes 1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene (DPH), 7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-yl (NBD) attached to different regions of phospholipid molecules and also the lipophilic probe 2-amino-N-hexadecyl-benzamide (Ahba). The measurements were perfomed above and below of the phase transition temperature of the phospholipid bilayers of DPPC, gel and liquid-crystalline phase, due to the difference in the lateral organization of hydrocarbon chains in these two phases. Measures of dynamic light scattering (DLS) was performed to confirm the formation of the unilamellar vesicles by extrusion of lipid suspension containing multilamellar vesicles, and the technique of differential scanning calorimetry (DSC) was used to verify if the low concentration of fluorescent probes in lipid vesicles affect its packing. From the results, we found that the behavior of the three different fluorescent probes differ in both phases of phospholipid bilayers, revealing their structural and dynamic properties, mainly because to specific locations of the fluorophores. We verify that, due to the affinity for the hydrophobic region, the motion of the DPH is restricted to the \"wobbling\" motion, limited by hydrocarbon chains. For the NBD labeled in lipids, the motion of the fluorescent analogues as a whole depends on the location of the fluorophore and on the lipid conformation in both phases of lipid bilayers. Because of the location of the fluorescent group of the probe Ahba in the interface of lipid bilayers, we found that its rotational motion increases as the bilayers becomes more fluid, showing a dependency of the motion with the microviscosity of these bilayers.

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Mendanha, Neto Sebastião Antônio. "Interações de terpenos com membranas de eritrócito, fibroblasto, estrato córneo e membrana modelo e interações de uma nanopartícula de ouro com membranas modelo". Universidade Federal de Goiás, 2014. http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/3993.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The interactions of terpenes with membranes of erythrocyte, fibroblasts, stratum corneum and the model membranes of 1,2-dipalmitoylsn -glycero-3-phosphocholine were investigated by using the the electron paramagnetic resonance and fluorescence spectroscopic of lipophilic probes. It has been shown that when added at high concentrations to systems having a high lipid/solvent ratio, terpenes such as 1,8-cineol, α-terpineol, (+)-limonene and nerolidol are able to self-stabilize in molecular aggregates which can extract the bilayers lipids. Studies on the hemolytic and cytotoxic potential of various terpenes showed that cell damage caused by these molecules are concentration dependent and that among the studied terpenes, nerolidol and α-terpineol are the most hemolytic and cytotoxic, while (+)-limonene and 1,8-cineole are the least hemolytic and cytotoxic. However, the low correlation between these two tests indicates that the processes involved in each case are not completely dependent. It was also shown that once embedded in the membrane, terpenes increase the fluidity of lipid bilayers and decrease the temperature of the main phase transition. Differences between increased fluidity promoted by sesquiterpene nerolidol and all monoterpenes studied were observed. Meanwhile, in a comparison of the effect of the monoterpenes studied, no significant differences in their ability to increase membrane fluidity were detected. Furthermore, it was demonstrated by using confocal and atomic force microscopy and fluorescence spectroscopy that the 1,2-distearoylsn -glycero-3-(Aurora nanoparticles) is better incorporated in lipid membranes under fluid phase and that the addition of 0.1% of these conjugated nanoparticles do not produces large variations in membrane fluidity and no causes substantial morphological changes of lipid bilayers.
As intera¸c˜oes de terpenos com membranas de eritr´ocito, fibroblastos, estrato c´orneo e membrana modelo composta de 1,2-dipalmitoil-sn -glicero-3-fosfocolina foram investigadas por meio das espectroscopias de ressonˆancia paramagn´etica eletrˆ onica e de fluorescˆencia por meio do uso de sondas lipof´ılicas. Foi poss´ıvel demonstrar que quando adicionados em altas concentra¸c˜oes `a sistemas que possuem uma alta rela¸c˜ao lip´ıdio/solvente, terpenos como o 1,8-cineol, α-terpineol, (+)-limoneno e nerolidol s˜ao capazes de se estabilizar em agregados moleculares capazes de extrair os lip´ıdios das bicamadas. Estudos sobre o potencial hemol´ıtico e citot´oxico de v´arios terpenos demostraram que os danos celulares causados por estas mol´eculas s˜ao dependentes da concentra¸c˜ao e que dentre os terpenos estudados, nerolidol e terpineol s˜ao os mais hemol´ıticos e citot´oxicos enquanto limoneno e cineol s˜ao os menos hemol´ıticos e citot´oxicos. Entretanto, a baixa correla¸c˜ao entre estes dois testes indica que os processos envolvidos em cada caso n˜ao s˜ao totalmente dependentes. Ficou demonstrado ainda que uma vez incorporados nas membranas, os terpenos aumentam a fluidez das bicamadas lip´ıdicas e diminuem a temperatura de sua transi¸c˜ao de fase principal. Diferen¸cas entre o aumento de fluidez promovido pelo sesquiterpeno nerolidol e por todos os monoterpenos estudados foram verificadas. Contudo, uma compara¸c˜ao entre o efeito dos monoterpenos estudados, n˜ao aponta para diferen¸cas significativas entre suas capacidades de aumento de fluidez. Al´em disso, foi demostrado atrav´es das microscopias confocal e de for¸ca atˆomica e da espectroscopia de fluorescˆencia que a 1,2-distearoil-sn -glicero-3-(Nanopart´ıculas Aurora) ´e melhor incorporada em membranas lip´ıdicas em fase fluida e que a adi¸c˜ao de 0,1% destas nanopart´ıculas conjugadas n˜ao produz grandes varia¸c˜oes na fluidez e n˜ao provoca mudan¸cas morfol´ogicas substanciais das bicamadas lip´ıdicas.

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Ruffiot, Pauline. "Développement de systèmes membranaires modèles pour la vacuole parasitophore de Toxoplasma gondii : intéractions des protéines de granules denses (protéines GRA) avec des vésicules unilamellaires". Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10104.

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Les protéines GRA sont sécrétées par le parasite intracellulaire Toxoplasma gondii dans la vacuole parasitophore, où elles interagissent pour la plupart avec deux systèmes de membranes tubulaires: les tubules séquestrant des organites de l'hôte (HaSTs) et le réseau de nanotubes membranaires (RNM). Bien que la plupart des protéines GRA contiennent des domaines transmembranaires potentiels, elles sont sécrétées sous des formes solubles et ne s'associent à des membranes qu'une fois qu'elles ont atteint leurs membranes-cibles dans la vacuole. Cette propriété inhabituelle nous a amenés à les considérer comme des modèles intéressants pour l'étude d'interactions protéine-membrane. J'ai développé deux approches expérimentales pour étudier les interactions des protéines GRA, extraites du parasite ou de la vacuole, avec des membranesmodèles. Premièrement, des approches biochimiques m'ont amenée à caractériser les formes de solubilisation des protéines GRA et leur association avec les membranes des petites vésicules unilamellaires (SUVs). Deuxièmement, j'ai développé une approche par spectroscopie de fluorescence, de protéines GRA associées aux membranes de vésicules unilamellaires géantes (GUVs). Les résultats fournissent des éléments de réponse qui (1) aident à décrypter le trafic des protéines dans le parasite et dans la vacuole et (2) ouvrent la voie pour la mise en place d'un système in vitro pour l'étude de la maturation de la vacuole parasitophore et de ses membranes tubulaires internes
GRA proteins are secreted by the intracellular parasite Toxoplasma gondii into the parasitophorous vacuole, where most of them interact with two systems of tubular membranes: the Host Organelle Sequestering Tubules (HaSTs) and the Membrane Nanotubules Network (RNM). Although most of the GRA proteins contain potential transmembrane domains, they are secreted as soluble forms and become membrane-associated only when they reach their target membranes. This unusual property led to consider them as attractive models of protein-membrane interactions. 1 developed two experimental approaches to study the interactions of GRA proteins, extracted trom the parasite or trom the vacuole, with model membranes. Firstly, biochemical approaches using Small Unilamellar Vesic1es (SUVs) led to characterize the solubilisation forms of GRA proteins and their association with SUVs membranes. Secondly, 1 developed a Giant Unilamellar Vesic1es (GUVs) model to study the interactions of GRA proteins with membranes by fluorescence spectroscopy methods. The results provide elements 1) which help to decipher the traffic of GRA proteins within the parasite and the PV, and 2) which open the way to set up an in vitro minimal system to study the building up of the parasitophorous vacuole and of its associated tubular membranes

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Weber, Georges. "Modifications photo-induites de membranes modèles". Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00753869.

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Ce travail est basé sur l'intuition que seul de nouveaux systèmes biomimétiques permettant un contrôle de la localisation spatiale des phénomènes d'oxydation peuvent conduire à une compréhension profonde de l'oxydation des lipides dans les cellules eucaryotes. Nous avons donc développé un nouveau type de molécule photosensible pouvant être ancré dans des Vésicules Géantes Unilamellaires (GUVs). Nous montrons dans cette étude que, pour le cas particulier de l'hydroperoxydation, contrôler la distribution spatiale permet une sélection des réactions d'oxydation, ce qui nécessite également une adaptation des stratégies de traitement antioxydant. En association avec de nouvelles techniques pour la quantification des événements d'oxydation, ces nouveaux modèles fournissent un scénario complet des mécanismes d'hydroperoxydation, de la production des espèces réactives (1O2) aux modifications physiques et chimiques induites dans les bicouches auto-assemblées. Nous montrons que les GUVs sont capables de survivre lorsque tous les lipides sont hydroperoxydés, confirmant que l'intégrité de la membrane est conservée dans ces conditions d'oxydation. Notre expérience permet de mesurer avec une bonne précision : l'augmentation d'aire produite sous hydroperoxydation, les modifications des propriétés mécaniques de la membrane, ainsi que l'efficacité d'hydroperoxydation. Pour une compréhension approfondie, les modifications moléculaires sous oxydation ont été étudiées à l'interface eau-air en utilisant des monocouches de lipides.

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Grélot, Aurélie. "Influence du matériau membranaire et de la configuration du module sur la maîtrise du colmatage en bioréacteur à membranes immergées". Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20026.

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En épuration des eaux usées, les bioréacteurs à membranes permettent d'atteindre une qualité d'eau traitée suffisante pour envisager leur réutilisation. Cependant, la maitrise du colmatage membranaire en cours d'opération reste encore un verrou pour généraliser l'utilisation de tels systèmes au regard des besoins énergétiques associés. L'enjeu scientifique réside dans l'identification des processus à l'origine de la baisse de perméabilité des membranes pour optimiser l'étape de filtration. Cette étude, réalisée dans le cadre du projet Européen AMEDEUS, entre dans cette problématique. Elle a été ciblée sur l'analyse des interactions du matériau membranaire avec la suspension biologique et sur le contrôle de l'accumulation de la biomasse au sein du module filtrant. Trois technologies membranaires ont successivement été testées sur des unités de laboratoire et en pilote semi-industriels: la membrane plane d'A3, les fibres creuses de Polymem et la membrane plane multicanaux d'Inge. Des tests de colmatage et de nettoyage ont été mis en œuvre à l'échelle du laboratoire pour étudier l'impact du matériau membranaire sur le colmatage dit irréversible (non éliminable par voies physiques). En parallèle, des tests pilote ont été réalisés afin d'améliorer la maitrise du colmatage réversible. Une caractérisation et analyse du dépôt des membranes utilisés en pilote ont été enfin effectués afin d'identifier les composés solubles accumulés à la surface des membranes. Les résultats ont montré : - un colmatage irréversible différent selon les matériaux membranaires ; - l'importance de la configuration du système de filtration pour garantir une bonne maitrise du colmatage réversible ; - une possible optimisation des paramètres hydrauliques pour garantir un fonctionnement fiable tout en réduisant l'aération membrane ; - un impact important des caractéristiques de la suspension biologique (mousses, fractions solubles et concentration) sur la dynamique de colmatage
To treat wastewater, membrane bioreactors guarantee an advanced effluent quality which can be reused. However, control of membrane fouling, which requires relative high energetic costs, remains a limiting phenomenon to generalise the use of these systems. The scientific issue resides in the identification of the processes inducing a decrease of the membrane permeability in order to optimise the filtration step. This study, performed within the framework of the European project AMEDEUS, deals with this set of problems. It points out the interactions of the membrane material with the mixed liquor and performs an analyse of the control of the biomass accumulation into the filtration module. Three different membrane technologies were successively tested on a lab and pilot scale: the A3 flat sheet membrane, the Polymem hollow fibres and the Inge Fibre Sheet membrane. Fouling and cleaning tests were developed on a lab-scale to study the impact of membrane material on irreversible fouling (not removable by physical ways). In parallel, pilot tests were performed to improve reversible fouling control. A characterisation and analysis of the membranes tested on a pilot-scale were finally carried out to identify the soluble compounds accumulated on the membrane surface. The results show: - Different type of irreversible fouling according to the membrane materials; - The importance of the filtration system design to guarantee a good control of reversible fouling; - A possible optimisation of the hydraulic parameters to guarantee a reliable operation while reducing the membrane aeration rate; - An important impact of the mixed liquor characteristics (foam, soluble fractions and concentration) on fouling behaviour

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Lales, Charles. "Modélisation gros grains et simulation multi-agents - Application à la membrane interne mitochondriale". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00452853.

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Cette thèse porte sur la modélisation de la membrane interne mitochondriale et des complexes enzymatiques de la chaîne respiratoire imbriqués dans cette bicouche phospholipidique. Une alternative aux techniques de la mécanique moléculaire qui représentent les objets biologiques au niveau atomique sont les modèles à grains d'atomes, ou modèles « gros grains », qui offrent la possibilité d'étudier les phénomènes biologiques à des échelles de temps de l'ordre du dixième de microseconde et d'espace de l'ordre du dixième de micromètre, ce qui correspond à des valeurs beaucoup plus proches de celles nécessaires pour l'étude de phénomènes comme la formation de replis de la membrane. Le modèle proposé représente les phospholipides, constituants de la membrane, sous la forme de trimères rigides rectilignes avec un solvant implicitement modélisé. Ce modèle gros grains donne lieu à une conception orientée agent qui est implémentée sous la forme d'un Système Multi-Agents (SMA) appelé MitoMAS. Des différentes simulations réalisées avec MitoMAS, nous pouvons retenir que l'hydrophobie des phospholipides peut être modélisée avec un solvant implicite comme l'atteste l'apparition de micelles à partir d'une mixture initiale. Une distance de coupure (« cutoff » ) pour les potentiels intermoléculaires d'1nm se révèle être un bon compromis entre réalisme et efficacité des simulations. Sous certaines contraintes de pression latérale, les bicouches forment des replis semblables à ceux de la membrane interne. Les simulations de systèmes hétérogènes nous ont permis de retrouver les observations de radeaux (portions membranaires constituées d'un seul type de phospholipide) et celles de systèmes mixtes phospholipides/protéines, le confinement des complexes intramembranaires dans les replis de la bicouche lipidique. Les perspectives sont nombreuses. Outre l'exploration « in silico » de nouveaux potentiels et de leurs paramètres, il est possible d'envisager des modèles mixtes type gros grains / surfaces maillées afin d'étudier l'interactome d'une cellule.

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Mokrani, Touhami. "The development of inorganic and organic/inorganic membranes for DMFC application". Thesis, University of the Western Cape, 2004. http://etd.uwc.ac.za/index.php?module=etd&amp.

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A fuel cell is an energy device that converts chemical energy to electrical energy. Low temperature fuel cells, namely the hydrogen fuel cell and the direct methanol fuel cell are preferred amongst other fuel cell types for stationary and vehicular applications, due to their small size and their low operating temperature. The direct methanol fuel cell has several advantages over the hydrogen fuel cell including ease of transport and storage since methanol is a liquid. Since methanol is used directly in the cell there is no need for a reforming process, which results in a less complicated system. However, direct methanol fuel cell are in their infancy and many problems need to be overcome before reaching commercialization. The direct methanol fuel cell has several disadvantages, namely, the sluggish methanol oxidation reaction, the high cost of state-of-the-art proton exchange membranes, the high methanol permeability from anode to cathode and the dependence on the conductivity on membrane water content, which limits their use to temperatures below the boiling point of water, while the need is to work at high temperatures. Attempts to overcome the disadvantages of the state-of-the-art membrane were made in this study, including the development on novel proton exchange membranes and also the modification of existing state-of-the-art membranes.

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Perfilov, Viacheslav. "Modèles mathématiques des procédés de séparation membranaire". Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG037/document.

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Dans cette thèse ont été développés des modèles mathématiques pour les procédés de distillation membranaire à contact direct (DCMD) et avec balayage gazeux (SGMD) ainsi qu’un modèle sur l’hydrodynamique des bioréacteurs membranaires anaérobiques (AnMBRs) équipés d’un système de vibration membranaire induite (MMV). Les modèles pour la DCMD et la SGMD permettent de simuler le comportement des modules plats ou à fibres creuses sous différentes conditions opératoires, sans avoir recours aux données expérimentales ou à des équations empiriques pour les transferts de masse et de chaleur. Les modèles ont été validés avec des résultats expérimentaux et de la littérature et ont permis de déterminer l'influence de différents paramètres opérationnels et de la géométrie des modules sur les performances des procédés. Le modèle développé pour les AnMBRs équipés du système MMV permet d’étudier l’effet de la vibration membranaire sur l’hydrodynamique du réservoir. L’analyse paramétrique a permis d’étudier l’effet de la fréquence et de l’amplitude des vibrations sur la vitesse du fluide et la fraction volumique des solides dans le réservoir. Dans ce travail il a été démontré que les modèles proposés pourront être potentiellement appliqués à des études expérimentales préliminaires, l’optimisation des conditions opératoires, la conception des modules membranaires ainsi que pour l’estimation des coûts des procédés
In this work have been developed general predictive models for direct contact membrane distillation (DCMD) and sweeping gas membrane distillation (SGMD) as well as a hydrodynamic model for anaerobic membrane bioreactors (AnMBRs) equipped with the induced membrane vibration (MMV) system. The DCMD and SGMD models allow simulating hollow fibre and flat sheet configurations under wide range of process conditions without empirical mass and heat transfer coefficients or laboratory experiments. The models have been validated with experimental and literature data. Indeed, the influence of operating conditions and membrane geometric characteristics on the process performance has been investigated. The model for AnMBRs with MMV studies the effect of the membrane vibration on the hydrodynamics of the AnMBR tank. The parametric study allows knowing, the effects of the vibration frequency and amplitude on the fluid velocity and volume fraction of solids. The conducted studies prove that all the proposed models would be potentially applied for the pre-experimental study, optimization of process conditions, design of membrane modules as well as for the further cost estimation of the processes

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Louhaichi, Mohamed Radhouan. "Synthèse et caractérisation de membranes modèles en polyamide formées par polycondensation interfaciale : Etude du transfert de matières à travers la membrane". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13020.

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Pour mieux comprendre les mécanismes de formation des membranes en polyamide formées par polycondensation interfaciale, nous avons synthétisé des membranes modèles facilement manipulables et caractérisables. Quatre montages spécifiques ont été élaborés pour la synthèse de ces membranes Les films plans minces : ils mettent en évidence l'aspect microscopique nodulaire de la membrane. Grâce à leur planéité, la structure et la topographie de ces films ont été caractérisées à la fois par microscopie à force atomique et par microscopie électronique à balayage afin de déterminer le mécanisme de précipitation du polyamide Les films plans épais : ils mettent en évidence l'aspect macroscopique alvéolaire de la membrane. Ils sont synthétisés dans le but de réaliser une corrélation entre les caractéristiques et les propriétés de perméabilité de la membrane Les millicapsules témoins : elles sont facilement manipulables à l'unité (diamètre moyen compris entre 1 et 5 mm). Elles ne renferment pas de principe actif à leur intérieur et elles présentent l'avantage de pouvoir être synthétisées en présence ou en absence totale de tensioactif Les millicapsules complexantes : elles renferment de l'acide polyacrylique qui possède de bonnes propriétés extractantes vis-à-vis des cations métalliques. Elles ont été synthétisées en utilisant un processus original qui combine deux techniques de polymérisation : la polycondensation interfaciale pour former la capsule et la polymérisation radicalaire in situ pour obtenir un gel d'acide polyacrylique en capsulé. Ces capsules servent de modèles pour les microcapsules complexantes (diamètre de l'ordre du micron) appliquées dans la séparation des ions. Ces études nous ont permis de cerner et de maîtriser l'influence de nombreux paramètres de synthèse (nature et concentration du tensioactif, concentration des monomères, taux de réticulation, nature du capteur d'acide, pH de la phase aqueuse, nature et vitesse d'agitation, température, etc. ) sur les mécanismes de formation de ces membranes, sur leurs caractéristiques, sur leurs structures, aussi bien macroscopique (alvéoles) que microscopique (nodules) ainsi que sur leur perméabilité
Several polyamide model membranes are synthesized by interfacial polycondensation in order to better understanding the formation mechanisms of the membrane. Four processes are developed in order to obtain several kinds of membranesThin films: the granular structure of these films is observed by atomic force microscopy (AFM) and by scanning electronic microscopy (SEM) in order to determinate the mechanism of polyamide precipitation Thick films: the study of these films has determinated the alveolar structure of these membranes. The permeability of these films is determinated in order to correlate their characteristics with their proprieties Millicapsules: these capsules are easier handling (diameter between 1 and 5 mm). They are synthesized with or without surfactant Complexing millicapsules: these capsules contain a polyacrylic acid gel as extractant agent were synthesized by combining two techniques of polymerization: The polycondensation interfacial to synthesis the membrane of millicapsules and the radical polymerization of the millicapsules core acrylic acid to obtain an encapsulated polyacrylic acid gel. These capsules are used a model for complexing microcapsules (diameter between 1 and 20 mm) serving for the extraction of various metal cations. In this study, we have determinated the influence of several parameters on the formation mechanism's of all these membranes, on their characteristics, on their microscopic and macroscopic structures and on their permeability, such as the surfactant's nature and concentration, the monomer's concentration, the percentage of crosslink, the acceptor acid's nature, the pH of the aqueous phase, the agitation's nature and rate, the temperature, etc

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Gehan, Pauline. "Étude des mécanismes de translocation du peptide vecteur Pénétratine sur membranes modèles formées à l’interface de gouttes". Thesis, Sorbonne université, 2021. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=http://theses-intra.upmc.fr/modules/resources/download/theses/2021SORUS001.pdf.

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Les peptides vecteurs se caractérisent par leur capacité à traverser les membranes cellulaires. Ils peuvent transporter des cargaisons au sein des cellules avec une faible cytotoxicité et présentent donc un intérêt particulier pour la délivrance de molécules bioactives. Leur internalisation a lieu par endocytose et translocation directe. Bien que des partenaires d’interaction de la membrane plasmique aient été identifiés, les mécanismes moléculaires de la translocation directe restent hypothétiques et les structures clés de ces mécanismes n’ont pu être clairement identifiées. Nous avons étudié la translocation du peptide vecteur Pénétratine sur un modèle original de membranes formées à l’interface de gouttes. Nos expériences ont montré que la translocation revêt un caractère coopératif et stochastique et est dépendante de la présence de lipides anioniques nécessaires au recrutement du peptide et à sa traversée. Cependant, la nature de la tête polaire des lipides anioniques a un impact sur la translocation et le recrutement du peptide par ces lipides est une condition nécessaire mais non suffisante à la translocation. Celle-ci est favorisée en présence de lipides POPG mais pas en présence de lipides POPS. Les expériences sur bicouches asymétriques ont également montré que le feuillet distal est impliqué dans ce processus. Le potentiel de membrane en présence de Pénétratine a été étudié afin de dégager des pistes de description de la déstabilisation de la bicouche. En parallèle, nous nous sommes penchés sur le développement d’une puce microfluidique pour la formation et le piégeage des membranes afin d’obtenir une plateforme performante pour l’étude des peptides vecteurs
Cell-penetrating peptides can cross cell membranes and deliver biologically active molecules into cells with a limited cytotoxycity. They are internalized by endocytic pathways as well as by direct translocation. Although interaction partners of the plasma membrane have been identified, the molecular mechanisms of the direct translocation pathway remain hypothetical and the key structures of these mechanisms are not clearly identified. We studied the translocation of the cell-penetrating peptide Penetratin on membrane models formed at the droplets interface. Our experiments demonstrated a stochastic and cooperative character of the translocation process. The presence of anionic lipids is crucial for the recruitment of the peptide and its translocation. However, the nature of the anionic polar head group of lipids dictates the favourability of the bilayer crossing. Indeed, translocation was observed on POPG bilayers but not on POPS bilayers. Experiments on asymmetric bilayers showed that the composition of the distal leaflet is decisive for the translocation. Investigation on the membrane potential in the presence of Penetratin was studied in order to obtain insights into the bilayer destabilisation. Finally, a last approach consists in developing a microfluidic chip to obtain a high-performance platform for the study of cell-penetrating peptides

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Létourneau, Danny. "Anesthésiques généraux et membranes biologiques : analyse de la distribution de l'halothane dans deux modèles : la membrane pourpre et les vésicules de phospholipides". Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2010. http://depot-e.uqtr.ca/1197/1/030151381.pdf.

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Balster, Jörg Henning. "Membrane module and process development for monopolar and bipolar membrane electrodialysis". Enschede : University of Twente [Host], 2006. http://doc.utwente.nl/57595.

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Tahiri, Najim. "Simulation de Globules Rouges modèles, et analyse analytique de modèles de suspensions très concentrées". Phd thesis, Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01023517.

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L'objectif principal de cette thèse est consacré à l'étude de la dynamique et la rhéologie d'une suspension de particules denses qui se comportent comme des fluides complexes. La premier partie de cette thèse est consacrée à l'étude de la déformation, le comportement dynamique et la rhéologie d'une suspension de vésicule (un modèle simple pour les globules rouges) sous l'action d'un écoulement externe appliqué (cisaillement simple et Poiseuille confiné) dans la limite de faible nombre de Reynolds. L'étude basée sur des simulations numériques en utilisant la méthode des intégrales de frontière. Cette étude est inspirée par le comportement des globules rouges dans le système microvasculaire. Notre étude est ensuite consacrée aux effets du confinement et du nombre capillaire sur la forme, le comportement dynamique et la viscosité effective d'une suspension de vésicules. Nous avons montré que pour des membranes rigides (nombre capillaire petit), on peut observer en plus de la forme parachute et pantoufle, les formes suivantes : (i) forme d'oscillation centrée, (ii) forme d'oscillation décentrée et (iii) la forme cacahuète. Egalement, nous avons examiné l'influence du contraste de viscosité sur la dynamique et la rhéologie d'une vésicule. Nous avons montré qu'il existe une phase de "coexistence" entre la forme pantoufle et la forme parachute. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons proposé un modèle analytique et une étude numérique pour étudier les propriétés dynamiques et rhéologiques d'une suspension de particules rigides sous écoulement de Poiseuille confiné. Le débit, la dissipation et la viscosité apparente sont étudiés en fonction de la structure des plaques dans le canal. Egalement, l'étude numérique d'une suspension de particules sphériques (formes des chaînes de particules) est en accord qualitatif avec le modèle analytique qui considère les longues plaques. Cette étude numérique est basée sur une méthode de la dynamique des particules du fluide, où les particules sont représentées par un champ scalaire ayant une viscosité élevée à l'intérieur.

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Heuvingh, Julien. "Hémifusion de vésicules géantes : caractérisation d'un état intermédiaire vers la fusion, en présence de forces spécifiques". Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112191.

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Nous avons étudié l'interaction entre deux vésicules géantes pour modéliser la fusion membranaire, un processus biologique impliqué entre autres dans l'infection virale et la communication intra- et extracellulaire. La fusion dans la cellule est déclenchée par l'action de protéines fusogènes qui, dans une des étapes, rapprochent deux membranes opposées jusqu'à une faible distance intermembranaire. Dans notre système, le rapprochement des membranes est induit par l'attraction spécifique entre lipides portant des nucléotides adénine et thymine sur leur tête. Nous avons estimé numériquement la distance d'équilibre entre deux bicouches, elle décroît de 2,6 nm sans forces spécifiques à 1,4 nm en présence de forces spécifiques. Deux vésicules sont micromanipulées afin d'être placées en contact. Un mélange partiel des lipides et une indépendance des milieux internes sont observés en microscopie de fluorescence. Le mélange partiel des lipides est quantifié; il correspond à un mélange complet des monocouches externes avec une indépendance des monocouches internes. Ces observations caractérisent un état intermédiaire vers la fusion: l'hémifusion. La cinétique de redistribution des lipides entre les deux vésicules est mesurée; elle est indépendante de la proportion de lipides fonctionnalisés, mais s'accorde bien dans la plupart des cas à un modèle de diffusion sur une "cacahouète ". Cet accord est compatible avec la présence d'au moins quelques pédoncules à l'interface entre les vésicules. Des événements de fusion complète sont parfois observés, ce qui nous ouvre des perspectives pour obtenir une fusion complète de manière reproductible
We studied the interaction between two giant vesicles to model membrane fusion, a biological process involved in viral infection and in intra- and extra-cellular communication. Fusion in the cell is induced by the action of fusogenic proteins which bring closer two opposing membranes to a short intermembrane distance. In our system, the bringing together of the membranes is induced by a specific attraction between functionalized lipids carrying adenine or thymine nucleotides on their head. We numerically estimated the equilibrium distance between two membranes, which decreases from 2. 6 nm without specific forces to 1. 4 nm when specific forces are present. Two vesicles are micromanipulated in order to place them into contact. A partial mixing of the lipids and an independence of the inner mediums are observed by fluorescence microscopy. The partial mixing of the lipids is quantified; it corresponds to a complete mixing of the external monolayers with an independence of the internal monolayers. These observations are characteristic of an intermediate state towards fusion: hemifusion. The kinetics of redistribution of the lipids between the two vesicles is measured; it is independent of the proportion of functionalized lipids, but agrees well in most cases with a model of diffusion on a "peanut". This agreement is consistent with the presence of at least a few stalks at the interface between the vesicles. Some full-fusion events are sometimes observed, which open up new prospects for obtaining reproducible full-fusion in our system

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Meyer, Faiek. "Hydrogen selective properties of cesium-hydrogensulphate membranes". Thesis, University of the Western Cape, 2006. http://etd.uwc.ac.za/index.php?module=etd&action=viewtitle&id=gen8Srv25Nme4_5047_1233727545.

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Streszczenie:

Over the past 40 years, research pertaining to membrane technology has lead to the development of a wide range of applications including beverage production, water purification and the separation of dairy products. For the separation of gases, membrane technology is not as widely applied since the production of suitable gas separation membranes is far more challenging than the production of membranes for eg. water purification. Hydrogen is currently produced by recovery technologies incorporated in various chemical processes. Hydrogen is mainly sourced from fossil fuels via steam reformation and coal gasification. Special attention will be given to Underground Coal Gasification since it may be of great importance for the future of South Africa. The main aim of this study was to develop low temperature CsHSO4/SiO2 composite membranes that show significant Idea selectivity towards H2:CO2 and H2:CH4.

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Luo, Hongze. "Polymer/nano-organic composite proton exchange membranes for direct methanol fuel cell application". Thesis, University of the Western Cape, 2005. http://etd.uwc.ac.za/index.php?module=etd&amp.

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Streszczenie:

The proton exchange membrane is one key component of direct methanol fuel cells, which has double functions of conducting protons, separating fuels and oxidant. At present, the performance and price of sulfonic acid proton exchange membrane used in direct methanol fuel cells are deeply concerned. In order to reduce membrane 's cost and improve performance of Nafion membrane, three different kinds of membranes have been studied in this thesis. These membranes are SPEEK membranes, SPEEK/ZP composite membranes and Nafion/ZP composite membranes.

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Eineljung, Lars. "Modell av det basilära membranet". Thesis, University of Gävle, Department of Mathematics, Natural and Computer Sciences, 2008. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-3370.

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Streszczenie:

Syftet med detta arbete är att undersöka om det är möjligt att bygga en modell över innerörat med dess basilära membran. Om detta skulle visa sig vara möjligt, är nästa frågeställning hur en sådan modell skulle kunna fungera pedagogiskt och uppfattas av elever.

Modellen som arbetet lett fram till är konstruerad som en låda, gjord av plexiglas, vilken skall motsvara en utrullad hörselsnäcka. Som membran har en uppsättning gummiband använts. Vidare aktiveras modellen med hjälp av en högtalare som får motsvara örats trumhinna. Det har visat sig att modellens membran beter sig på ett sätt som liknar det basilära membranet i hörselsnäckan. De vibrationer som bildas på modellens membran förflyttar sig, beroende på inkommande frekvens. Detta förlopp sker även på det basilära membranet.

Modellen har testats på en niondeklass som har fått utföra laborationer med hjälp av modellen. Eleverna har observerats under arbetet och har efter laborationen fått skriva en utvärdering, i form av en laborationsrapport och en enkätundersökning. Observation och utvärdering visar att modellen har ett pedagogiskt värde, men att det krävs förkunskaper inom området för att laborationen med modellen skall bli ett givande medel för inlärning.

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