Transcript biocapteur-optique

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
Introduction
Qu'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
Quelque propriétés de psi (silicium poreux)
-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
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 photoniques
Le 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 technologique
Collage 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 AFP
Il 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 biocapteur
Transfert 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 suivantes
la 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 évanescente
Le 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