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Biopuces plasmoniques à base de silicium amorphe carboné

par Allongue Philippe, Anne-Marie - publié le , mis à jour le

Participants : J.-N. Chazalviel, A.C. Gouget-Laemmel, A. Moraillon , F. Ozanam

Doctorants : T. Aschl , J. Yang (2014), L. Touahir (2010)

Collaboration : S. Szunerits et R. Boukherroub (Institut de Recherche Interdisciplinaire, Villeneuve d’Asq) ; Aloysius Siriwardena (Laboratoire des glucides de l’Université Jules Verne de Picardie)

L’utilisation des nanoparticules de métaux nobles est bien adaptée à la conception de biocapteurs en raison de leurs propriétés optiques exceptionnelles. Elles présentent une bande d’absorption intense dans le visible appelée bande de plasmons de surface localisés. Cette bande LSPR est sensible au changement local d’indice de réfraction qui varie lors de la reconnaissance moléculaire entre les sondes et les cibles.

Nous avons utilisé des alliages de silicium amorphe carboné a-Si1-xCx:H déposés par PECVD sur des nanostructures métalliques (or et argent) immobilisées sur verre pour développer des biocapteurs LSPR. Ils permettent de contrôler à la fois la chimie de surface grâce à une fonctionnalisation par des monocouches acides via Si-C (lien), et aussi les propriétés optiques des nanoparticules. L’hybridation de l’ADN a été étudiée par suivi UV-Visible du signal LSPR et a été détectée avec une sensibilité proche du nM. De plus, en couplant la fluorescence aux plasmons de surface localisés, la sensibilité de la détection a été amplifiée (d’un facteur 35 par rapport aux lames commerciales), ce qui a conduit à une limite de détection inférieure à 5 fM. Nous avons proposé un système d’instrumentation multiplexe permettant l’analyse in situ de la reconnaissance par fluorescence, LSPR et Raman (deux brevets déposés en 2009 et 2010, prix de l’innovation de l’Ecole Polytechnique en 2011). Actuellement, nous travaillons sur la conception de biopuces à glycanes pour l’étude des interactions carbohydrate/protéine.

Publications :

"Amorphous silicon carbon alloys as thin film coating on gold nanoparticles for localized surface plasmon resonance", E. Galopin, L. Touahir, J. Niedziółka-Jönsson, R. Boukherroub, A. C. Gouget-Laemmel, F. Ozanam, S. Szunerits, Biosensors and Bioelectronics 25 (2010) 1199-1203.

"Localized surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy for highly-sensitive real-time detection of DNA hybridization", L. Touahir, E. Galopin, R. Boukherroub, A. C. Gouget-Laemmel, J.-N. Chazalviel, F. Ozanam* and S. Szunerits, Biosensors and Bioelectronics 25 (2010) 2579–2585.

“Surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy on silver based SPR substrates”, L. Touahir, A. Jenkins, R. Boukherroub, A. C. Gouget-Laemmel, J.-N. Chazalviel, J. Peretti, F. Ozanam and S. Szunerits, Journal of Physical Chemistry C 114 (2010) 22582-22589.