Intégration d'une méthode d'actuation électrocinétique sur biocapteur plasmonique
- Date :
- Cet événement est passé.
- Type :
- Soutenance de thèse
- Lieu :
-
INSA Lyon, Amphie AE2 (France)
Description :
Doctorant : Quentin Avenas
Directeur de recherche : Paul Charette
Codirecteur de recherche : Abdelkader Souifi
Résumé : Cette thèse porte sur le développement d’un capteur plasmonique intégrant une fonction d’actuation des objets visés. L’objectif est de rompre la limite de diffusion en attirant les analytes sur la surface de détection. La stratégie adoptée est de structurer le film d’or servant à la détection de manière à pouvoir l’utiliser pour mettre en mouvement le fluide et les molécules par le biais de champs électriques. Le transfert de masse est réalisé par diélectrophorèse et électroosmose, deux effets électrocinétiques mis en œuvre par des électrodes servant à la fois d’actuateur et de capteur plasmonique. Un état de l’art exhaustif et des simulations multiphysiques ont permis de concevoir un prototype constitué d’électrodes interdigitées permettant la détection plasmonique. Une première phase de tests sur un système modèle, des billes de polystyrène dans de l’eau, a permis d’apporter la preuve de concept du fonctionnement du capteur, qui est effectivement capable de piéger rapidement les objets visés sur la surface de transduction. Les mécanismes de transfert de masse ont été expliqués et la preuve de l’amélioration de la limite de détection par un facteur supérieur à 100 a été apportée. Dans un second temps, les performances du capteur appliqué à des objets biologiques ont été évaluées. Celui-ci piège efficacement des levures et des protéines, mais n’apporte pas de gain lors de la détection spécifique de l’hybridation entre deux brins d’acide désoxyribonucléique (ADN). Les causes en ont été expliquées et différentes solutions ont été explorées : l’adaptation de la fréquence d’opération et l’optimisation de la géométrie des électrodes. Ainsi, tout en soulignant la problématique de la mise en œuvre des effets électrocinétiques dans des milieux biologiques complexes, les travaux présentés montrent l’efficacité de la stratégie adoptée dans plusieurs cas modèles.
Directeur de recherche : Paul Charette
Codirecteur de recherche : Abdelkader Souifi
Résumé : Cette thèse porte sur le développement d’un capteur plasmonique intégrant une fonction d’actuation des objets visés. L’objectif est de rompre la limite de diffusion en attirant les analytes sur la surface de détection. La stratégie adoptée est de structurer le film d’or servant à la détection de manière à pouvoir l’utiliser pour mettre en mouvement le fluide et les molécules par le biais de champs électriques. Le transfert de masse est réalisé par diélectrophorèse et électroosmose, deux effets électrocinétiques mis en œuvre par des électrodes servant à la fois d’actuateur et de capteur plasmonique. Un état de l’art exhaustif et des simulations multiphysiques ont permis de concevoir un prototype constitué d’électrodes interdigitées permettant la détection plasmonique. Une première phase de tests sur un système modèle, des billes de polystyrène dans de l’eau, a permis d’apporter la preuve de concept du fonctionnement du capteur, qui est effectivement capable de piéger rapidement les objets visés sur la surface de transduction. Les mécanismes de transfert de masse ont été expliqués et la preuve de l’amélioration de la limite de détection par un facteur supérieur à 100 a été apportée. Dans un second temps, les performances du capteur appliqué à des objets biologiques ont été évaluées. Celui-ci piège efficacement des levures et des protéines, mais n’apporte pas de gain lors de la détection spécifique de l’hybridation entre deux brins d’acide désoxyribonucléique (ADN). Les causes en ont été expliquées et différentes solutions ont été explorées : l’adaptation de la fréquence d’opération et l’optimisation de la géométrie des électrodes. Ainsi, tout en soulignant la problématique de la mise en œuvre des effets électrocinétiques dans des milieux biologiques complexes, les travaux présentés montrent l’efficacité de la stratégie adoptée dans plusieurs cas modèles.