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Biocapteurs/biopuces

par Rosso Michel - publié le , mis à jour le

Contact : Anne Chantal Gouget-Laemmel
Participants : Anne Chantal Gouget-Laemmel, F. Ozanam

L’identification rapide et fiable d’agents pathogènes à l’état de trace est un enjeu majeur dans de nombreux domaines incluant la santé ou la sécurité alimentaire. Les biocapteurs sont des outils de choix pour la détection rapide et à faible coût d’un pathogène donné grâce à des interactions spécifiques entre des sondes biologiques greffées à la surface du biocapteur et les cibles pathogènes d’un échantillon à analyser. Cependant, ces outils manquent de fiabilité, et dans le cas des bactéries, ils n’autorisent pas l’identification de la nature des souches bactériennes. Depuis les années 2010, nous travaillons sur la conception de biopuces optiques à base de silicium amorphe avec comme objectif une amélioration de la fiabilité et de la sensibilité de la détection et la possibilité d’une détection multiplexe. Notre approche est de mettre au point une bioingénierie de surface robuste et reproductible sur des surfaces modèles de silicium cristallin hydrogéné (via des liaisons Si-C) afin d’observer des interactions biomoléculaires sélectives sans physisorption incontrôlée. Pour cela, nous développons des techniques d’analyse de surface quantitatives par spectroscopie IR-ATR mais aussi par colorimétrie, par XPS et par imagerie AFM pour optimiser la densité des sondes et leur orientation et leurs interactions avec les cibles. Ensuite, cette chimie de surface est transférée sur les biocapteurs d’intérêt à base de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) ou carboné (a-Si1-xCx:H) conduisant à une fiabilité accrue. Nous avons choisi des méthodes de détection optiques, telles que la fluorescence, couplée aux plasmons de surfaces (localisées) et la diffusion Raman exaltée de surface (SERS) en raison de leur très grande sensibilité capable de détecter des traces de cibles.

Schéma d’une biopuce à anticorps à base de a-Si :H déposé sur verre et de nanobâtonnets d’or pour l’identification sélective de la bactérie uropathogène Escherichia coli par imagerie SERS. Une concentration très faible de 10 CFU/mL (bien en-deçà du seuil inflammatoire chez l’homme) a été identifiée dans de l’urine artificielle en moins de 3h (vs 2 jours en laboratoire d’analyse)

Thèse récente : Cassiana Andrei (DGA, 2019)
Collaborations : ITODYS (Paris), IEMN (Lille)
Financement : DGA

Publications récentes :
[Andrei2020] Andrei, C. C., Moraillon, A., Lau, S., Felidj, N., Yamakawa, N., Bouckaert, J., Larquet, E., Boukherroub, R., Ozanam, F., Szunerits, S., Gouget-Laemmel, A. C., Rapid and sensitive identification of uropathogenic Escherichia coli using a surface-enhanced-Raman-scattering-based biochip, TALANTA, 2020, 219, 121174
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121174
[Andrei2021] Andrei, C. C., Moraillon, A., Larquet, E., Potara, M., Astilean, S., Jakab, E., Bouckaert, J., Rosselle, L., Skandrani, N., Boukherroub, R., Ozanam, F., Szunerits, S., Gouget-Laemmel, A. C., SERS characterization of aggregated and isolated bacteria deposited on silver-based substrates, ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, 2021, 413, 1417-1428
https://doi.org/10.1007/s00216-020-03106-5
[Aschl 2020] Aschl, T., Frison, G., Moraillon, A., Ozanam, F., Allongue, P., Gouget-Laemmel, A. C., Insights into the Ochratoxin A/Aptamer Interactions on a Functionalized Silicon Surface by Fourier Transform Infrared and UV-Vis Studies, LANGMUIR, 2020, 36, 13908-13917
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c02358