Cours Biocapteurs 2023partie2
Cours Biocapteurs 2023partie2
Cours Biocapteurs 2023partie2
Pr Khalida zazi
2023-2024
Biocapteurs optiques
• De nombreuses techniques optiques ont été adaptées afin
d’être utilisées pour l’élaboration de biocapteurs.
• La famille des biocapteurs optiques se base sur l’analyse de la
lumière émise, absorbée ou réfléchie résultant de
l’interaction entre l’analyte et le récepteur.
• C’est une des méthodes de transduction les plus
fréquemment utilisées dans le domaine biologique
Biocapteurs optiques
1- La spectroscopie UV-Visible
La spectroscopie UV-Visible repose sur l’étude de l’interaction
d’une onde électromagnétique et d’un atome (ou molécule).
Le domaine utilisé en spectroscopie UV-visible est compris entre
190 nm et 800 nm
Biocapteurs optiques
• L’absorption de ce rayonnement
électromagnétique, ici constitué de photon, va
entraîner un changement du niveau d’énergie
des électrons de la couche de valence de la
molécule. On parle alors de spectroscopie
d’absorption
Biocapteurs optiques
• Ce changement, appelé transition électronique, correspond à
au passage d’un niveau d’énergie E1 à un niveau de plus haute
énergie E2 (Figure ).
• Cette différence d’énergie est directement liée à la nature de
l’atome et permet donc l’étude de celui-ci en fonction de la
longueur d’onde absorbée
Biocapteurs optiques
a- les nanoparticules
• Les nanoparticules présentent un intérêt certain pour
la réalisation de biocapteur du fait de leur propriétés
uniques, que celles-ci soient optiques, électriques ou
même catalytiques
• a) Les nanodiamants
Les nanodiamants ont été synthétisés pour la première fois en
1962 par utilisation d’explosifs.
En effet, la détonation engendrée par les explosifs permet
d’atteindre les niveaux de pression et de température
nécessaires à la formation de diamants.
Le motif unitaire donnant lieu à la formation des diamants est
l’adamantane.
un matériau de choix pour la réalisation de biocapteurs
électrochimiques.
Les nanomatériaux dans les biocapteurs
b) Le fullerène:
Le fullerène, découvert en 1985 par Kroto et al, est une des
formes allotropiques du carbone. Il est généralement constitué
de 60 carbones, d’où sa dénomination « C60 », formant une
sphère creuse hautement symétrique. Figure :
• Figure 29: Exemple de fonctionnalisation des SWCNT avec A) la fonctionnalisation des défauts, B) la
fonctionnalisation covalente, C) la fonctionnalisation non-covalente, D) la fonction par des
polymères et E) la fonctionnalisation endoédrique. Reproduit de 166[Pal]
Les nanomatériaux dans les biocapteurs
• c’est un matériau mince et très léger, étant constitué d’une monocouche d’atomes
de carbone.
• un bon conducteur thermique et électrique, à l’image des CNT.
• Il une excellente résistance mécanique ( 40 GPa/m²) tout en conservant une bonne
élasticité. Il peut être étiré jusqu’à environ 20 à 25 fois sa longueur d’origine sans
se briser.
• Enfin, il est imperméable aux gaz, même les plus légers, tels que l’hydrogène et
l’hélium
•
• Figure 32: Représentation schématique d'une feuille de graphène
Les nanomatériaux dans les biocapteurs
• Exemple d’utilisation :
• la thionine se greffe préférentiellement là où le nombre de défauts est le
plus important, c’est-à-dire sur les bords de la structure.
• Une fois la thionine greffée, cette base a ensuite été utilisée pour
immobiliser un brin d’ADN et ainsi permettre la réalisation d’un biocapteur
pour la détection d’ADN
• Figure a: Conception d'un biocapteur à ADN par fonctionnalisation d'un feuillet de MoS2. Reproduit de [ ] [ ]
Les nanomatériaux dans les biocapteurs