Réalisation de biodispositifs à l'échelle nano
L'équipe de recherche interdisciplinaire du projet SAMBA a uni ses forces afin de fabriquer et de présenter un transistor biomoléculaire composé de métalloprotéines autoassemblées. Les métalloprotéines sont des molécules protéiques qui contiennent un composant chimique et présentent des réactions chimiques d'oxydoréduction (réduction/oxydation), autrement dit des changements dans l'état d'oxydation qui se caractérisent par le gain ou la perte d'électrons. Les travaux du projet ont été réalisés avec une lithographie électronique très haute résolution et ont permis de concevoir des couches de métalloprotéines d'une densité contrôlée dans la limite d'une seule molécule. Plus spécifiquement, les protéines à cuivre de type I telles que l'azurine, la plastocyanine et leurs mutants de conception appropriée ont été utilisés. Ces métalloprotéines peuvent s'autoassembler sur divers substrats solides ou mous et forment un canal. Le courant drain-source dans ce canal peut être maîtrisé grâce aux changements de la tension de grille. Cela peut varier dans une gamme d'une certaine valeur liée à la tension d'équilibre de l'état d'oxydoréduction. Le système hybride métalloprotéine/métal disposant d'un potentiel d'entrée dans le canal d'un transistor à effet de champ double ou à électron unique constitue le concept clé à l'origine des travaux du projet. Sur la base de cette fonctionnalité de rectification et d'amplification des signaux électriques utilisant les métalloprotéines, divers types de dispositifs électroniques biomoléculaires ont été mis au point. Les dispositifs sont composés de petites nanoélectrodes métalliques sur des substrats de silicium/dioxyde de silicium et les protéines sur ces substrats ont été chimisorbées. Des essais considérables réalisés sur les dispositifs ont offert un plus grand aperçu dans l'autoassemblage de la couche moléculaire et du processus de chimisorption ainsi que des aspects concernant la stabilité de la protéine. De plus, de nouveaux protocoles concernant la fabrication et la mise à l'essai de nanodispositifs ont également été formulés. Les résultats de projets servent de base pour l'exploration de nouveaux domaines de recherche tels que la réalisation de dispositifs monomoléculaires à trois bornes ou le perfectionnement du modèle consacré au transistor à couche de protéine. Plus important encore, les nouvelles méthodologies et connaissances acquises à la frontière entre les domaines de la nanotechnologie et de la biologie/biochimie ouvrent de nouveaux horizons en matière de nanobiotechnologie. Parmi les applications figurent des laboratoires sur puce pour la génomique et la post-génomique, des concepts d'architectures moléculaires innovantes par l'autoassemblage biologique et le calcul moléculaire.
