Biocapteurs optiques

Sommaire Introduction Historique Biocapteur optiques

Les biocapteur a onde de surface Biocapteur a base cristaux photonique Biocapteur a base diatomée pour la

détection a fluorescence ultra-sensible base au collage de verre

Biocapteur a base fluorescence Biocapteur a base simple AEF Biocapteur a base de split AEF Fret a base de biocapteur

Biocapteur a base de fibre optique Capteur a fibre optique a onde

évanescente Biocapteur a fibre optique effilée Fibre optique au réseau longue

période

IntroductionQu'est-ce qu'un biocapteur?

en terme générale UN biocapteur est défini comme étant un appareil de détection qui combine un transducteur biologiquement sensibles avec un composant sélectif. Lorsqu'une cible molécule spécifique interagit avec la composante biologique, un signal est produit, au niveau du transducteur, proportionnelle à la concentration de la substance.

Le principal défi au développement des biocapteurs est leur application pour diverses tâches pratiques à fournir de façon continue et flux continu et fiable de renseignements sur les indicateurs naturel et les processus industriels et les environs, permettant ainsi des informations en retour et de contrôle

Historique

Classification de biocapteurs

Les Biocapteurs optiques (Optical biosensors)les tendances actuelles viser à développer sur - puce intégrée et étiqueter les systèmes de détection libres. Dans ce cadre , silicium poreux (PSI ) offre un fort potentiel de biocapteurs

-sur la base Psi le transducteurs peuvent être sensibles à la fois à la surface ou le volume pour la reconnaissance biomoléculaire .

-chimie de surface de PSi est essentiellement régi par la forte réactivité de liaison Si-H , qui peut former à la fois Si- alkyle ou Si- OH liaison

- le PSI est entièrement compatible avec les techniques de microprocesseurs standard et peut être micro-usiné , gravé , et sur puce intégré

Quelque propriétés de psi (silicium poreux)

1-Biocapteur à ondes de surface (SW a base de Psi)

La lumière est couplée au dispositif de Psi à travers un prisme. Dans cette configuration, le SW ne peut être excité qu’ à une fréquence donnée pour un angle d'incidence particulier θ0, Quand son vecteur d'onde est correspondant du vecteur d'onde parallèle du faisceau incident à l'intérieur du prisme . A l'angle d'incidence particulier θ, Plus la lumière est couplée à la SW, ce qui conduit à une diminution de l'intensité forte du faisceau réfléchi . comme l'les conditions de couplage à la SW dépendent fortement de la configuration de couche de surface, enen particulier son indice de réfraction, la variation de l'indice de réfraction induite par la présence de l'molécules cibles devraient conduire à une variation de l'angle de couplage, comme l'illustre la fig. 1b.

2-Biocapteur planer a base cristaux photoniquesLe plane 1D PC biocapteur est constitué d'une couche de PSi à porosité faible ou moyenne au-dessus d'un substrat de plus grande porosité- la couche supérieure est structurée par un réseau périodique de fentes

d'aération qui s'étendent dans la profondeur jusqu'au substrat poreux sous-jacent

- quand excité par un faisceau de lumière à incidence normale, un tel dispositif peut prendre en charge des modes particuliers, appelés résonances de Fano qui résultent du couplage entre les bandes discrètes du 1D PC et les états continus du milieu ambiant vu par le faisceau incident

- ces résonances sont très confiné dans la couche supérieure et peuvent avoir finesse spectrale très élevée Si l'appareil est bien conçu, l'excitation de la résonance Fano peut conduire à un basculement total de la réflectivité à partir de zéro réflexion (c.-à transmission complète) à réflexion totale

- Par conséquent, toute variation de la indice de réfraction de PSi induite par la présence de molécules cibles conduira à un changement de l'résonance et à un brusque changement de la réflectivité

Biocapteur a base diatomée pour la détection à fluorescence ultra-sensible basé au collage de verre

La plupart des études de biocapteurs dernières se concentrent principalement sur lala fonction ou l'effet d'une seule diatomée. Toutefois, les diatomées fixation sur un substrat de SiO est un problème technique important relatif à la fabrication et les performances du capteur collage micro particules avec des substrats plats est toujours un défi technologiqueCollage procédure

Détection par fluorescence

IgG humaine est fixée sur des capteurs de protéines traditionnelles et diatomées biocapteurs comme base d'anticorps

la diatomée base biocapteur fournit un signal de détection de fluorescence de 2,5 fois plus élevé que le traditionnel , Compte tenu de l'amélioration de la détection de la fluorescence sensibilité, ce nouveau type de biocapteur à base de diatomées peut être largement utilisé pour diverses détections de protéines

Biocapteur a base de florescences

1-Les biocapteurs basés sur Protéines auto (AFP) Dans le cas de biocapteurs basés sur un seul AFP, d'événements de liaison de l'analyte affectent directement ou indirectement à propriétés fluorescentes ou de formation, respectivement , de la partie chromophore de l'AFP

Fig. . Schematic illustration shows a fluorescent biosensor for Ins(1,3,4,5)P based on the split Btk PH domain-cpGFP conjugate

Biocapteur à base de Split AFPIl est considéré que la formation d'un chromophore AFP nécessite une correctement pliée et une structure intacte. Cependant, de nombreuses données expérimentales indiquent que légère structurelle modifications de AFP, comme permutation circulaire donner toujours une construction de fluorescentes AFP

Par conséquent, l'AFP des capteurs en l'absence de cibles révèlent souvent inévitable fluorescence de fond

FRET à base de biocapteurTransfert non radiatif de l'énergie d'un fluorophore donneur excité à un accepteur chromophore est connu comme le transfert d'énergie par résonance de fluorescence (FRET). Afin de induire FRET, le spectre d'excitation de l'accepteur doit chevaucher avec l'émission spectre du donneur, et les deux fluorophores doivent être proches à proximité (<10 nm) et dans une orientation favorable L'efficacité de FRET est sensible à la distance et l'orientation entre les groupes donneur et accepteur.Pour obtenir l'efficacité du transfert d'énergie prévue pour des applications biologiques, les deux questions suivantesla conception du capteur doit être envisagée. Tout d'abord, les paires de FRET appropriés dans lequel le donneur spectre d'émission chevauche le spectre d'absorption de l'accepteur doit être choisi

Biocapteur a base de fibre optique

Capteur à fibre optique onde évanescenteLe principe de mesure de l'appareil est basé sur le changement optique induite par l'analyte dans le spectre de transmission de x de la fibre optique revêtue .

Capteur à fibre optique effilée

Une fibre optique effilée peut être fabriqué en chauffant et en étirant simultanément un court tronçon d'une fibre optique monomode. Cela crée une région de fibres avec un diamètre uniforme et réduite (la taille) qui est délimité par des sections coniques, où le diamètre des changements de fibres

La réfraction induite par la substance et la analyse de changement de l'indice du film multicouche de la porphyrine préparée a été surveillée en utilisant fibre optique conique

Fibre optique a réseaux longue période

-Le GPL promouvoir le couplage entre le mode de base de propagation et de co-propageant modes de gaine, c'est à dire que le travail des réseaux de transmission-La forte atténuation des résultats de modes de gaine dans le spectre de la fibre contenant une série de bandes de résonance centrée sur des longueurs d'onde discrètes, chaque bande de résonance correspondant au couplage à un mode de gaine différente transmission