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La nano-structuration renforce la sensibilité d'un biocapteur

Des chercheurs de l'UE ont mis au point des biocapteurs photoniques très sensibles, qui ouvrent de nouvelles possibilités dans la détection biochimique.
La nano-structuration renforce la sensibilité d'un biocapteur
Un biocapteur optique peut être défini comme un système équipé de récepteurs ou d'éléments biologiques de reconnaissance, en contact direct avec un transducteur qui transforme le signal biologique résultant en signal électrique. Classiquement, il mesure les changements de l'indice de réfraction, qui sont proportionnels à la quantité de molécules présentes dans l'échantillon et liées aux molécules réceptrices à la surface du capteur.

Le projet NANOSTRBIOSENS (Nanostructured alumina waveguides for dual-output biosensing: Stress induced fabrication and characterization) a élargi les capacités de détection en y ajoutant la mesure de la diffusion de la lumière, ce qui informe simultanément sur l'organisation des molécules. Les scientifiques ont mis au point des guides d'onde monomodaux et nano-structurés, basés sur la réflexion interne totale et la diffusion Raman exaltée par effet de surface.

Ces nouveaux guides d'onde peuvent exciter des modes de plasmons sur plusieurs surfaces. Les chercheurs ont fabriqué divers types de guides d'ondes: en alumine nano-structurée, en couches d'alumine nano-structurée recouverte d'or, plasmoniques avec des couches d'alumine nano-structurée ou non revêtue d'or et d'argent, avec des nanostructures en forme de marguerites recouvertes d'argent et d'or, et plasmoniques en aluminium poreux et alumine anodique. Ils ont exploré deux processus économiques de nano-fabrication: hydrothermal et par anodisation.

L'usage d'alumine nano-structurée en plusieurs couches convertit le mode du guide d'ondes vers d'autres modes, et la couche mince sensible dans le revêtement renforce et contrôle la sensibilité des capteurs. Les couches sont générées autour des nanostructures de surface, via du gaz ou des molécules biologiques.

Les chercheurs ont fabriqué et testé des guides d'ondes en alumine très sensibles en milieu liquide ou gazeux, qui peuvent servir à réaliser des biocapteurs commerciaux sur puce, par exemple pour suivre la glycémie.

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Mots-clés

Nano-structuration, biocapteur, NANOSTRBIOSENS, guides d'onde en alumine