agrophotonique DOSSIER multicanaux dans la gamme spectrale correspondant à la source choisie: une LED super-luminescente de spectre d’ émission centré autour de λ = 1550 nm et de largeur 90 nm. Le système est constitué d’ un objectif, de lentilles, d’ un réseau de diffraction et d’ une caméra CCD infrarouge. Un logiciel de traitement du signal a été développé pour récupérer l’ information désirée in fine, c’ est à dire le « sensorgramme » qui représente la cinétique d’ affinité de la molécule cible avec le biocapteur. Le sensorgramme est généré en temps réel à partir des images spectrales se succédant au fur et à mesure de l’ accumulation des molécules sur la puce.
Le prototype réalisé est transportable, même s’ il demeure une marge importante pour la miniaturisation de l’ instrument. Nous avons ainsi pu montrer sa capacité à détecter des traces de contaminants dans des produits récoltés.
EXPÉRIENCE Un exemple de sensorgramme est présenté sur la figure 4. L’ expérience débute toujours avec la circulation du milieu pur( le tampon). Ensuite, lors du passage de l’ analyte, le signal varie jusqu’ à saturation. Le tampon est de nouveau injecté pour décrocher les molécules qui n’ ont pas d’ affinité suffisante avec les récepteurs. La différence de niveau correspond à l’ affinité effective entre la cible et le récepteur, indiquant que le test est positif. Ensuite, un tampon de régénération circule afin de décrocher les molécules cibles ancrées à la surface et ainsi retrouver la fonctionnalisation de surface initiale. Finalement, le tampon de base est réinjecté, permettant de revenir au niveau initial avant de relancer un nouveau test. La différence de niveau de décalage spectral entre l’ échantillon et le tampon est proportionnelle à la quantité de molécules d’ aflatoxine correctement immobilisées. En calibrant la réponse avec des solutions de la molécule cible de concentrations prédéfinies, il est possible de déterminer la concentration dans l’ échantillon.
CONCLUSION Les biocapteurs sur puce hybride plasmo-photonique sont très compacts et montrent des performances exceptionnelles en termes de sensibilité brute de plus de 6000 nm / RIU. De nouvelles configurations récemment étudiées permettent même d’ atteindre près de 13000 nm / RIU et un rapport d’ extinction jusqu’ à 35 dB dans l’ eau( publication à venir). Le prototype développé atteint une limite de détection estimée à 1,6 × 10-7 RIU, ce qui permet d’ envisager la détection de traces de contaminants à des concentrations extrêmement faibles. Le coût de fabrication d’ une puce est estimé à quelques euros ce qui la rend économiquement attractive. Le concept démontré ici pour une utilisation en agriculture peut être transposé à d’ autres domaines, dès lors qu’ il est possible de fonctionnaliser biologiquement le capteur plasmonique.
REMERCIEMENTS L. Markey remercie les membres du centre de ressources mécaniques du laboratoire ICB, pour leur contribution à la fabrication des prototypes.
RÉFÉRENCES
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Photoniques 135 I www. photoniques. com 41