Developpement De Capteurs A Fibre Optique Bases Sur La Resonance De Plasmon De Surface Pour La Detection Physique Chimique Et Biologique

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Développement de capteurs à fibre optique basés sur la résonance de plasmon de surface pour la détection physique, chimique et biologique

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Author : Wenbin Lin
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Total Pages : 87 pages
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Book Synopsis Développement de capteurs à fibre optique basés sur la résonance de plasmon de surface pour la détection physique, chimique et biologique by : Wenbin Lin

Download or read book Développement de capteurs à fibre optique basés sur la résonance de plasmon de surface pour la détection physique, chimique et biologique written by Wenbin Lin and published by . This book was released on 2000 with total page 87 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Il est bien connu que la résonance de plasmon de surface (SPR) d'une onde électromagnétique de surface peut être utilisée en tant que sonde optique sensible à de faibles variations intervenant à l'interface métal/diélectrique. La configuration de Kreschmann basée sur un prisme est traditionnellement employée pour exciter et détecter le phénomène SPR. En 1993, le premier capteur SPR à fibre optique a été réalisé par R.C. Jorgenson et S.S. Yee et a été ensuite commercialisé par la société Biacore (Suède). Le capteur SPR à fibre optique présente un certain nombre d'avantages sur le système Kreschmann tels que sa faible taille, son faible coût et la possibilité de détection déportée. Un capteur SPR à fibre optique multimodale plus simple, utilisant l'injection oblique d'une lumière monochromatique collimatée, a été développé au laboratoire TSI de l'université Jean-Monnet de Saint-Etienne, en 1996. Utilisant l'argent pour induire le phénomène SPR d'une lumière à la longueur d'onde 670 nm, le capteur à fibre optique est un réfractomètre fonctionnant dans la gamme d'indice optique 1,35-1,40. Ce mémoire de thèse est constitué de cinq articles visant à développer ce type de capteur à fibre optique pour les applications physique, chimique et biologique. Le premier article traite de la modification de la gamme d'indice mesurable, afin d'être capable de fonctionner dans des systèmes chimiques et biologiques, dont les indices de réfraction sont compris entre 1,33 et 1,36. Les relations entre les paramètres de structure et de matériau, de la configuration multicouche pour l'excitation du SPR, ont été déduites de la théorie. La technique sol-gel est utilisée pour fabriquer un revêtement d'acétate de zirconium de quelques dizaines de nanomètres. La fiabilité est augmentée par une protection constituée d'une monocouche auto-assemblée de thiol longue chaîne qui empêche l'oxydation de l'argent. Ce premier article a été soumis à la revue Thin Solid Films. Les variations spatiales du vecteur champ électrique au cours de la propagation des rayons non méridiens dans la fibre multimodale sont étudiées dans le second article accepté pour publication dans la revue Sensors and Actuators A. Un modèle 3D précis a été établi permettant d'expliquer le phénomène expérimental observé sur l'influence de la direction de polarisation de la lumière incidente par rapport à la face d'entrée de la fibre. Les signaux du capteur provenant de l'adsorption d'une très fine couche diélectrique sur la surface du métal ou d'une très faible variation de l'indice de réfraction dans le milieu de mesure peuvent alors être interprétés quantitativement. L'article suivant, accepté pour publication à la revue Applied Optics, propose une méthode directe pour déterminer l'épaisseur et les constantes optiques d'un film mince de métal déposé sur le cœur de la fibre, par simple mesure de la réponse du capteur à fibre optique. L'intérêt de ce travail vient des difficultés rencontrées dans la caractérisation des films métalliques avec des surfaces courbes en utilisant des techniques optiques conventionnelles telles que la réflectométrie et l'ellipsométrie. Un nouveau moyen optique capable de suivre in-situ la formation d'une monocouche auto-assemblée d'alkylthiol est présenté dans le quatrième article, soumis au Journal of Chemical Physics. L'application de la technique SPR à fibre optique pour étudier les monocouches auto-assemblées, l'observation directe et la description du phénomène d'inclinaison des chaînes lors de l'auto-assemblage de la monocouche d'alkylthiol, à notre connaissance, n'a jamais été rapporté auparavant dans la littérature. La bonne sensibilité observée montre que notre approche du système à fibre optique est plus adaptée que l'ellipsométrie et que le système SPR à prisme pour suivre les variations sur la totalité d'un film diélectrique. Le dernier article, soumis au Japanese Journal of Applied Physics, est consacré au développement d'un biocapteur basé sur le système à fibre optique pour suivre des interactions entre biomolécules. Avec une très simple configuration, cet immunocapteur a montré de bonnes performances en sensibilité et en spécificité, comparé à l'appareil commercialisé par Biacore qui est beaucoup plus complexe et cher. Ce travail constitue un excellent départ vers le développement d'une immunosonde pour des immunoessais sans marqueur. Ces cinq articles sont indépendants mais complémentaires l'un de l'autre. Les conditions pour lesquelles le SPR peut être excité sur une géométrie multicouche, obtenues dans le premier article, fournissent une base théorique pour le choix de la longueur d'onde de la lumière ou pour la gamme d'indice du milieu environnant lorsque l'or est utilisé et se retrouve dans les autres articles. Les études du modèle 3D précis, présenté dans le second article, pour simuler les performances des capteurs à fibre optique, permettent ensuite de caractériser le film métallique (dans le troisième article), la couche chimique adsorbée (dans le quatrième article) et les couches biomoléculaires (dans le cinquième article). De plus, la mesure des propriétés du film métallique dans le troisième article, permet de détecter avec succès, la monocouche auto-assemblée d'alkylthiol adsorbée sur la surface du métal (en référence au quatrième article). Les déterminations des caractéristiques du film d'or et de la couche de thiol sont nécessaires pour caractériser le film d'anticorps et la couche d'anticorps-antigène après la réaction d'affinité. Un biocapteur basé sur un système SPR à fibre optique a donc été réalisé et est présenté dans le cinquième article. Ce biocapteur a été conçu, élaboré et caractérisé couche par couche.

Capteur à fibre optique basé sur le principe de résonance de plasmons de surface

Author : Karla Balaa
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 318 pages
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Book Synopsis Capteur à fibre optique basé sur le principe de résonance de plasmons de surface by : Karla Balaa

Download or read book Capteur à fibre optique basé sur le principe de résonance de plasmons de surface written by Karla Balaa and published by . This book was released on 2007 with total page 318 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s’inscrit dans la recherche et le développement de capteurs chimiques. Il est motivé par un besoin toujours croissant d’outils de détection dans des domaines aussi variés que la santé, la sécurité et l’environnement. Nous présentons l’étude de capteurs fondés sur le principe de résonance plasmons de surface - SPR. L’intérêt de ce type de capteurs est principalement lié à leur grande sensibilité, leur réponse rapide en temps réel et leur grande précision sans l’utilisation de marqueurs. L’originalité de notre approche est l’utilisation de fibres optiques. Celles-ci offrent de nouveaux attraits tels la simplification de l’instrumentation et sa miniaturisation. Dans une première partie, nous présentons une revue théorique sur les plasmons de surface à l’interface métal – diélectrique. Nous présentons ensuite une étude expérimentale en deux parties : la première décrit la réalisation et la caractérisation des capteurs SPR à fibre optique, la seconde présente l’analyse de la réponse SPR des transducteurs ainsi réalisés. En particulier nous avons caractérisé par des études systématiques l’influence de paramètres physiques importants liés au métal, à la fibre optique et au traitement de surface de la partie sensible par le greffage d’une couche de thiols. Enfin, nous proposons une étude numérique simulant la réponse du capteur en fonction de différents stimuli. Ce modèle, basée sur le calcul de la réflectance de la lumière à l’interface d’un ensemble multicouches nous a permis de valider l’étude expérimentale et d’étendre les recherches en prenant en compte différent type de molécules cibles. En particulier, nous présentons des résultats sur des molécules absorbants ou non absorbants, greffées ou non à la surface du transducteur. Une comparaison entre résultats expérimentaux et simulations numériques valide l’ensemble du travail et nous permet finalement de proposer une configuration optimisée du capteur, en fonction de la nature de la couche métallique et de la fibre optique, ainsi que des molécules cibles à détecter.

Capteur à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance plasmon de surface

Author : Fabrice Bardin
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ISBN 13 :
Total Pages : 176 pages
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Book Synopsis Capteur à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance plasmon de surface by : Fabrice Bardin

Download or read book Capteur à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance plasmon de surface written by Fabrice Bardin and published by . This book was released on 2001 with total page 176 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce mémoire présente l'étude d'un capteur chimique à fibre optique à gradient d'indice inversé basé sur la résonance de plasmons de surface. Des dispositifs optiques à prisme ou mettant en jeu des fibres optiques classiques en silice utilisant cette technique de mesure sont déjà commercialisés. L'objectif de notre travail a été de caractériser théoriquement et expérimentalement un nouveau type de fibre optique permettant d'accroître les performances de ce capteur et d'en simplifier l'instrumentation. Un état de l'art des capteurs à plasmons de surface est présenté. Les structures basées sur une fibre optique (unimodale, multimodale) font l'objet d'une présentation détaillée mettant en évidence les caractéristiques des montages employés ainsi que leurs performances respectives. Nous avons cherché à déterminer le profil d'indice de réfraction du cœur de la fibre rendant les angles d'incidence à l'interface cœur-gaine quasiment égaux quels que soient les rayons se propageant dans la fibre. Ceci a été réalisé en utilisant une source lumineuse ponctuelle monochromatique positionnée dans l'axe et à une distance définie de l'entrée de la fibre. Le profil idéal présente un gradient d'indice inversé très proche d'un profil parabolique inversé pour lequel l'indice est minimal au centre du cœur de la fibre. Une description des caractéristiques de cette fibre comprenant l'étude de la propagation des rayons a été réalisée. Le phénomène de plasmon de surface est ensuite décrit, de manière générale puis ses conditions d'excitation dans la fibre employée sont étudiées. Une étude expérimentale et théorique a été menée sur les paramètres les plus influents du capteur (nature et épaisseur du métal, position de la source, etc.) La présentation de 2 applications pratiques (détection de traces de toluène dans un milieu aqueux et étude en temps réel du mécanisme de formation d'une monocouche auto-assemblée) montre les champs d'applications du dispositif optique simple développé.

Modélisation, réalisation et caractérisation d'un capteur plasmonique à fibre optique

Author : Malak Kanso
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ISBN 13 :
Total Pages : 340 pages
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Book Synopsis Modélisation, réalisation et caractérisation d'un capteur plasmonique à fibre optique by : Malak Kanso

Download or read book Modélisation, réalisation et caractérisation d'un capteur plasmonique à fibre optique written by Malak Kanso and published by . This book was released on 2008 with total page 340 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Actuellement une forte demande existe pour des dispositifs de détection chimique et biochimique en temps réel, miniatures, automatisés, bon marchés, et tout particulièrement pour l’étude des interactions biomoléculaires. Les capteurs à fibre optique basés sur la résonance plasmon de surface (FO-SPR) peuvent répondre à cette attente sous réserve que leur fiabilité soit améliorée. En effet, pour rendre ces capteurs performants et compétitifs, il est nécessaire d’améliorer leur sensibilité et leur limite de détection. L’objectif de notre travail a consisté à optimiser la performance du capteur à fibre optique basé sur la résonance plasmon de surface. Pour atteindre cet objectif, nous avons réalisé et étudié d’une part des fibres capteurs réalisées au laboratoire, et d’autre part, nous avons développé un modèle numérique qui nous a permis de déterminer les valeurs optimales des paramètres géométriques et physiques ajustables du capteur. Ainsi, des caractérisations de la surface métallique ont été réalisées afin d’en déterminer la rugosité et les permittivités diélectriques complexes puis d’en étudier l’influence sur la réponse du capteur FO-SPR. Finalement, le capteur a été utilisé dans une cellule microfluidique ce qui nous a permis de suivre en temps réel l’évolution de la réponse SPR en fonction de la cinétique des réactions de surface. L’implémentation de notre modèle numérique avec des paramètres cinétiques issus des mesures expérimentales met en évidence la capacité du capteur SPR à fibre optique à répondre aux attentes dans le domaine de la détection biochimique.

Etude physico-chimique de capteurs à fibre optique à onde évanescente et à plasmon de surface pour la détection de polluants gazeus

Author : Adnane Abdelghani
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Total Pages : 120 pages
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Book Synopsis Etude physico-chimique de capteurs à fibre optique à onde évanescente et à plasmon de surface pour la détection de polluants gazeus by : Adnane Abdelghani

Download or read book Etude physico-chimique de capteurs à fibre optique à onde évanescente et à plasmon de surface pour la détection de polluants gazeus written by Adnane Abdelghani and published by . This book was released on 1997 with total page 120 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE PRESENTENT PLUSIEURS AVANTAGES PAR RAPPORT AUX CAPTEURS CONVENTIONNELS. PARMIS CES AVANTAGES : IMMUNITE ELECTROMAGNETIQUE, ISOLATION ELECTRIQUE TOTALE, PETITE TAILLE ET FAIBLE ENCOMBREMENT ET POSSIBILITE DE MESURE DANS DES ENDROITS DANGEREUX ET DIFFICILES D'ACCES. CES CAPTEURS A FIBRE OPTIQUE ONT ETE CONCUS DANS DES TECHNOLOGIES NOUVELLES POUR DETECTER DE TRES PETITES QUANTITES D'ESPECES CHIMIQUES, GAZEUSES ET BIOLOGIQUES. ILS ONT ETE UTILISES DANS DIFFERENTS DOMAINES TELS QUE L'ENVIRONNEMENT, LES PROCEDES INDUSTRIELS ET LES DIAGNOSTICS MEDICAUX. DANS CE TRAVAIL DE THESE, NOUS AVONS DEVELOPPE DEUX CAPTEURS INTRINSEQUES A FIBRE OPTIQUE POUR LA DETECTION DE POLLUANTS GAZEUX. LE PREMIER EST BASE SUR LA PROPAGATION D'UNE ONDE EVANESCENTE A L'INTERFACE COEUR-GAINE, IL PERMET DE DETECTER UNE VARIATION D'INDICE DE REFRACTION D'ENVIRON 10#-#4 DANS LA GAMME D'INDICE 1,405-1,455. POUR LA DETECTION DE GAZ ET DE VAPEURS, LA GAINE EST CONSTITUEE D'UNE COUCHE DE SILICE POREUSE DEPOSEE PAR LE PROCEDE SOL-GEL. DES ALCANES TELS QUE LE PROPANE, LE BUTANE, L'HEXANE ET LES HYDROCARBURES HALOGENES TELS QUE LE TETRACHLORURE DE CARBONE, LE CHLOROFORME ET LE TRICHLOROETHYLENE ONT ETE DETECTES AVEC UNE BONNE REPRODUCTIBILITE. LE SECOND CAPTEUR EST BASE SUR LA PROPAGATION D'UNE ONDE PLASMON DE SURFACE. LE COEUR DE LA FIBRE OPTIQUE EST RECOUVERT D'UNE COUCHE D'ARGENT DE 50 NM D'EPAISSEUR. LE FONCTIONNEMENT DE CE CAPTEUR A ETE ETUDIE EN FAISANT VARIER L'INDICE DE REFRACTION DE SOLUTIONS AQUEUSES EN CONTACT AVEC LE METAL. UN PROBLEME IMPORTANT EST CELUI POSE PAR L'OXYDATION DE LA COUCHE D'ARGENT. CE PROBLEME A ETE RESOLU EN DEPOSANT UNE COUCHE MOLECULAIRE AUTOASSEMBLEE D'UN ALCANETHIOL A LONGUE CHAINE (1-OCTADECANETHIOL). LE CAPTEUR PEUT AINSI FONCTIONNER PENDANT PLUSIEURS SEMAINES DANS UN MILIEU AQUEUX SANS QUE SON FONCTIONNEMENT SOIT ALTERE. POUR LA DETECTION DES GAZ, LA COUCHE METALLIQUE MODIFIEE EST RECOUVERTE PAR UN POLYMERE OU PAR UN COPOLYMERE A BASE DE SILOXANE. IL EST AINSI POSSIBLE DE DETECTER DES VARIATIONS D'INDICE DE L'ORDRE DE 3,5X10#-#5 QUAND L'INDICE NOMINAL DU POLYMERE EST COMPRIS ENTRE 1,355 ET 1,395. DES HYDROCARBURES HALOGENES TELS QUE LE TETRACHLORURE DE CARBONE, LE CHLOROFORME ET LE TRICHLOROETHYLENE ONT ETE DETECTES AVEC UNE BONNE REPRODUCTIBILITE. UNE APPLICATION DE CE CAPTEUR DANS LE DOMAINE DE L'ENVIRONNEMENT A ETE DEVELOPPEE (DETECTION DES CFC).

Résonance plasmon et développements instrumentaux vers la conception de biopuces et biocapteurs innovants

Author : Karim Vindas Yassine
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Book Synopsis Résonance plasmon et développements instrumentaux vers la conception de biopuces et biocapteurs innovants by : Karim Vindas Yassine

Download or read book Résonance plasmon et développements instrumentaux vers la conception de biopuces et biocapteurs innovants written by Karim Vindas Yassine and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse porte sur la conception d'un « laboratoire-sur-fibre » original dédié à l'analyse moléculaire à distance, sans marquage et in vivo compatible dans l'avenir avec les examens endoscopiques et dédié à l'assistance aux diagnostiques. Notre approche est basée sur l'utilisation de faisceaux de fibres microstructurés. Lorsqu'ils sont correctement conçus et recouverts d'une couche d'or, ces assemblages de fibres présentent des propriétés plasmoniques intéressantes. Dans un premier temps, le modèle numérique utilisé pour atteindre une meilleure compréhension des phénomènes physiques impliqués dans l'optimisation de la sensibilité des capteurs est expliqué. Les simulations, basées sur l'optique géométrique, ont été utilisées pour optimiser la géométrie des pointes et l'épaisseur de la couche d'or dans le but d'améliorer les performances analytiques et permettre ainsi des détections d'interactions biochimiques. Le processus de fabrication des capteurs est ensuite expliqué depuis leur structuration par gravure chimique effectuée à l'ISM (Bordeaux) jusqu'à leur métallisation réalisée au CEA Grenoble. Une comparaison entre les comportements théoriques et expérimentaux et alors menée pour comprendre l'influence de l'hétérogénéité du dépôt d'or et des surfaces gravées sur la sensibilité optique. Ces propriétés optiques sont ensuite exploitées jusqu'à la preuve de concept d'analyses biochimiques déportées. Cette étape a été réalisée en deux temps : d'abord la sensibilité à l'indice local a été démontrée en détectant l'adsorption d'une couche organique auto-assemblée et ensuite un suivi de l'interaction spécifique entre deux brins d'ADN complémentaires a été effectué. Le manuscrit s'achève par une analyse des aspects plus complexes liés à la nature peu multimodale des fibres présentes dans le faisceau. La théorie des guides d'ondes est alors utilisée pour expliquer l'influence du caractère modal de la propagation de la lumière sur les réponses des fibres optiques.

Études physico-chimique de capteurs à base de nanomatériaux pour des applications biomédicales

Author : Imen Hafaid
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Total Pages : 192 pages
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Book Synopsis Études physico-chimique de capteurs à base de nanomatériaux pour des applications biomédicales by : Imen Hafaid

Download or read book Études physico-chimique de capteurs à base de nanomatériaux pour des applications biomédicales written by Imen Hafaid and published by . This book was released on 2009 with total page 192 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude porte sur le développement de deux immunocapteurs impédimètrique à base des nanomatériaux tels que les polymères conducteurs modifiés et les nanoparticules d’or fonctionnalisées. La première étape de développement de l’immunocapteur impédimètrique à base d’un polymère conducteur modifié a donc consisté à étudier les conditions électriques de fonctionnement optimales pour l’immunodétection. Des essais de détection d’antigène ont ensuite été réalisés dans le plasma humain et dans le sang afin de mettre au point cet immunocapteur pour le diagnostique de la thrombose veineuse profonde (DVT). La mise en application de ce dernier a été étudié en affectuant la détection de D-Dimer, dans des échantillons sanguins de patients atteints de la maladie DVT, sur des microélectrodes afin d’aboutir à la miniaturisation du dispositif biocapteur. L’étude d’une comparaison entre un biosystème utilisant un réactif de pontage protéique et un biosystème utilisant des nanoparticules d’or fonctionnalisées pour la détection de la biotine a permis le développement d’un immunocapteur impédimètrique à base de nanoparticules d’or fonctionnalisées. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour le développement de ces immunocapteurs. En effet, le contrôle in-situ a été effectué par la résonance plasmonique de surface (SPR). L’optimisation et la caractérisation électrique ainsi que l’immunodétection sans marquage ont été réalisés par la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS). D’autres techniques de caractérisation des couches moléculaires intermédiaires telles que la microscopie à force atomique (AFM) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR). Les résultats que nous avons obtenus pour les deux immunocapteurs ont montré que l’utilisation de ces nanomatériaux a permis l’amélioration de la sensibilité de détection de l’antigène spécifique avec une bonne stabilité, reproductibilité et un abaissement de la limite de détection.

Développement d'un biocapteur couplant la résonance des plasmons de surface et la microcalorimétrie pour le suivi des interactions moléculaires à l'interface liquide/solide

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Author : Rémy Béland
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Total Pages : 199 pages
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Book Synopsis Développement d'un biocapteur couplant la résonance des plasmons de surface et la microcalorimétrie pour le suivi des interactions moléculaires à l'interface liquide/solide by : Rémy Béland

Download or read book Développement d'un biocapteur couplant la résonance des plasmons de surface et la microcalorimétrie pour le suivi des interactions moléculaires à l'interface liquide/solide written by Rémy Béland and published by . This book was released on 2013 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans un avenir proche, les dispositifs de détection médicaux miniaturisés en temps réels (lab-on-chip) seront au centre de la révolution des méthodes de diagnostics médicaux et d’identification des processus biologiques et cela, autant au niveau clinique qu’au niveau de la recherche. Pour y arriver, il est important de développer des chimies de surface stables et spécifiques, ce qui demande une compréhension des interactions intermoléculaires à l’interface liquide/solide. Pour bien comprendre ces interactions, il est important de développer des instruments adaptés à la mesure près de l’interface liquide/solide des différentes caractéristiques à identifier. Ce projet de recherche présente la conception, la fabrication et les expériences tests d’un capteur multimodal pour l’identification de processus biologiques à l’interface basés sur des technologies de résonance des plasmons de surface (SPR) et de microcalorimérie. Ces deux technologies mises ensemble vont permettre d’effectuer des mesures de la cinétique des interactions ainsi que des caractéristiques thermodynamiques. En premier lieu, les caractéristiques d’une interaction intermoléculaire à l’interface d’une réaction d’hybridation d’ADN furent définies afin d’en déduire un cahier des charges pour les transducteurs. Suite à cela, la conception des transducteurs microcalorimétrique et SPR furent réalisés en tenant compte des contraintes de chacun des transducteurs. Suite à la conception théorique des différentes parties du capteur, un procédé de fabrication compatible avec les méthodes de fabrication standard de la microélectronique fut défini et testé. Afin de s’assurer de la fonctionnalité des dispositifs ainsi fabriqués, des tests de fonctionnalisation de surface furent appliqués sur les échantillons afin de tester la compatibilité du procédé de fonctionnalisation avec les méthodes de fabrication et avec une chimie de surface type. Pour terminer, un système de mélange actif fut testé et caractérisé avec le dispositif de microcalorimétrie afin de s’assurer qu’il était possible de mélanger les fluides avec les produits biologiques pour s’assurer de la qualité de la réaction de surface. Le système développé pourra être utilisé pour effectuer la mesure d’hybridation d’ADN à l’interface. Le système intègre deux modalités permettant la caractérisation en temps réel des interactions intermoléculaires à l’interface liquide/solide. Ce type de système permet la mesure de la cinétique de différents modèles biologiques tels que les puces à sucre encore certains récepteurs cellulaires ou la mesure de conformation moléculaire à l’interface. Des mesures d’oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase sont montrées.

Optical Chemical Sensors

Author : Jörn Überfeld
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ISBN 13 :
Total Pages : 118 pages
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Book Synopsis Optical Chemical Sensors by : Jörn Überfeld

Download or read book Optical Chemical Sensors written by Jörn Überfeld and published by . This book was released on 2001 with total page 118 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse évalue les charactéristiques des capteurs chimiques optiques. L'attention principale est portée sur les capteurs à fibre optique. Leurs mérites et inconvénients sont comparés à ceux des capteurs optiques à composants discrets. Des capteurs à fibres optiques pour le Cu (II), l'ammoniac et des colorants alimentaires, ainsi que des capteurs optiques à composants discrets pour l'oxygène et l'éthanol gazeux ont été étudiés. Les capteurs à fibre optique se sont avérés être un outil très utile pour la détection sensible et sélective de composés inorganiques, organiques et biologiques dans l'analyse environnementale et biologique. En conclusion la "physique", c'est-à-dire les arrangements de détection optique et l'instrumentation, fonctionne de façon satisfaisante. Cependant, des efforts sont encore nécessaires pour résoudre les problèmes "chimiques", à savoir les problèmes qui résultent de l'utilisation de molécules d'identification et des indicateurs.

Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre

Author : Sandie de Bonnault
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Book Synopsis Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre by : Sandie de Bonnault

Download or read book Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre written by Sandie de Bonnault and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Malgré le nombre croissant de capteurs dans les domaines de la chimie et la biologie, de nombreuses réactions n'ont pas encore été correctement identifiées et étudiées. C'est entre autres le cas des interactions intermoléculaires à l'interface liquide/solide trouvées dans les chimies de surface utilisées pour les méthodes de diagnostics médicaux et l'identification de divers processus biologiques. Afin de correctement comprendre les mécanismes en jeux, il est important de pouvoir croiser différentes méthodes de détection pour obtenir des informations complémentaires.MuLe principal objectif de cette étude est de dimensionner, fabriquer et caractériser un détecteur optique intégré sur verre basé sur la résonance plasmonique de surface, destiné à terme à être combiné avec d'autres techniques de détection. La résonance plasmonique de surface est une technique reconnue pour sa sensibilité adaptée à la détection de surface, qui a l'avantage d'être sans marquage et permet de fournir un suivi en temps réel de la cinétique d'une réaction. L'avantage principal de ce capteur est qu'il a été dimensionné pour une large gamme d'indice de réfraction de l'analyte, allant de 1,33 à 1,48. Ces valeurs correspondent à la plupart des entités biologiques associées à leurs couches d'accroche, particulièrement les matrices de polymères. Ces matrices sont de plus en plus utilisées non seulement pour leur capacité à augmenter la densité d'analytes présents à la surface du capteur, mais aussi pour leurs propriétés favorisant l'adsorption spécifique et leur utilisation comme élément actif de reconnaissance biologique.Étant donné que beaucoup d'études biologiques nécessitent la comparaison de la mesure à une référence ou à une autre mesure, le second objectif du projet est d'étudier le potentiel du système SPR intégré sur verre pour la détection multianalyte.MuLes trois premiers chapitres se concentrent sur l'objectif principal du projet. Le dimensionnement du dispositif suivant un cahier des charges préétabli est présenté, ainsi que les outils de simulation. Le procédé de fabrication de la puce optique sur verre est ensuite décrit, ainsi que les instruments et protocoles de caractérisation. Une comparaison est faite entre les simulations et les résultats expérimentaux, et les performances des outils numériques ainsi que celles du dispositif sont évaluées.Le dernier chapitre de la thèse présente l'étude de plusieurs techniques de multiplexage spectral adaptées à un système SPR intégré, exploitant en particulier la technologie sur verre. L'objectif est de fournir au moins deux détections simultanées. Dans ce cadre, plusieurs solutions sont proposées et les dispositifs associés sont dimensionnés, fabriqués et testés.

Development of Surface Plasmon Resonance Sensors for Detection of Small Molecules

Author : Soame Banerji
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ISBN 13 :
Total Pages : 332 pages
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Book Synopsis Development of Surface Plasmon Resonance Sensors for Detection of Small Molecules by : Soame Banerji

Download or read book Development of Surface Plasmon Resonance Sensors for Detection of Small Molecules written by Soame Banerji and published by . This book was released on 2006 with total page 332 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Imagerie multi-spectrale par résonance des plasmons de surface

Author : Alexandra Sereda
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Book Synopsis Imagerie multi-spectrale par résonance des plasmons de surface by : Alexandra Sereda

Download or read book Imagerie multi-spectrale par résonance des plasmons de surface written by Alexandra Sereda and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dépistage du VIH, test de grossesse, mais également surveillance des eaux, détection de contaminants agro-alimentaires : la biodétection est au coeur des problématiques de santé actuelles. Dans ce contexte, les biocapteurs plasmoniques connaissent depuis quelques années un essor particulièrement important : de plus en plus de sociétés, telles que HORIBA Scientific, proposent des prototypes commerciaux, destinés tant à des utilisateurs du domaine de la recherche que de l'industrie. Basée sur le phénomène de résonance des plasmons de surface (communément appelé SPR) la biodétection plasmonique repose sur l'extrême sensibilité d'une onde évanescente se propageant à l'interface entre un film d'or, la biopuce, et le milieu diélectrique couvrant, siège des interactions biomoléculaires étudiées. De manière plus concrète, toute adsorption de matériel biologique se produisant à cette interface entraîne une modification importante des propriétés optiques d'un faisceau de lumière réfléchi par la biopuce : le principe de transduction par SPR consiste alors à mesurer directement ces variations. A l'heure actuelle, différents modes d'interrogation, offrant des performances intéressantes, mais également des limitations propres à chaque configuration. Pour répondre aux exigences de précision et de dynamique de mesure posées par de nombreuses applications, un développement théorique et instrumental, présenté dans ce document, a été initié dans le but de proposer un nouveau un nouveau mode d'interrogation des biopuces plasmoniques : l'interrogation multi-spectrale. Les résultats obtenus par cette technique ont été exploités pour concevoir et réaliser une source multi-spectrale à base de LEDs, particulièrement avantageuse vis-à-vis des configurations existant à l'heure actuelle. La caractérisation du système développé dans le cadre du diagnostic génétique (mucoviscidose) et celui du cancer, ouvre la voie à une nouvelle génération de biocapteurs performants, compacts et de coût relativement raisonnable, présentant un potentiel industriel certain.

Utilisation de la Résonance Plasmonique de Surface Pour la Réalisation de Capteurs Appliqués Au Domaine Phytosanitaire

Author : Sivaramakrishnan Ganesan
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Book Synopsis Utilisation de la Résonance Plasmonique de Surface Pour la Réalisation de Capteurs Appliqués Au Domaine Phytosanitaire by : Sivaramakrishnan Ganesan

Download or read book Utilisation de la Résonance Plasmonique de Surface Pour la Réalisation de Capteurs Appliqués Au Domaine Phytosanitaire written by Sivaramakrishnan Ganesan and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The overall goal of this study was to develop a portable biological detection system with high sensitivity, accuracy and repeatability to be used in either the phytosanitary or the medical domain. This system is based on the Surface Plasmon Resonance (SPR) physical principle. Such a use of this principle is already achieved but leads to laboratory equipment. The goal here is to democratize its use up to an on field or point of care measurement system. In this context and within the frame of the BIOSENS INTEREG FWVL project, I worked more particularly on several developments around the sensor. From all the existing biosensor technologies, surface plasmon resonance (SPR) sensing technology has received continuous attention due to its advantages of a high-sensitivity, label-free and fast response time. Although the SPR sensing technique being legend in the sensor community, currently the temperature of the sample needs to be carefully maintained and controlled because SPR signal varies with temperature and any change in SPR signal can be interpreted as a biological interaction. This gives a huge challenge in the portable application that is targeted since embedding of a temperature controlled chamber size and energy consuming. A SPR sensor design including 4 SPR channels has been made and the temperature is controlled in real time by using Joule effect. Temperature behavior has been modelled under COMSOL and we experimentally demonstrated that the temperature modulation of SPR channel by Joule effect does not affect the detection scheme. Water was heated by injecting current through the plasmonic layer and the refractive index change of water due to temperature was measured and compared with the theory. We also demonstrated that the temperature of each of the 4 channels can be controlled independently without any thermal crosstalk. In order achieving a more precise monitoring of sample temperature, a temperature sensor was also fabricated on top of the plasmonic layer, allowing the real temperature at the sensor surface to be monitored in real time. This temperature control can so be used either to maintain the temperature of biologic samples or to identify the effect of temperature on biomolecular interactions. On addressing the cost of the sensing tool, a flexible and cheap SPR sensor made on tape has been fabricated and tested. Air and water plasmonic responses were measured using such a "tape sensor". A PDMS prism has already been investigated and combined to the tape sensor making then a very cheap sensing platform.

Design Et Développement D'un Capteur À Fibre Optique Pour la Détection D'hydrogène

Author : Cédric Perrotton
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.:/5 (835 download)

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Book Synopsis Design Et Développement D'un Capteur À Fibre Optique Pour la Détection D'hydrogène by : Cédric Perrotton

Download or read book Design Et Développement D'un Capteur À Fibre Optique Pour la Détection D'hydrogène written by Cédric Perrotton and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Hydrogen detection is an environmental priority. Numerous hydrogen sensors have been developed, but none of them meet the industry requirements. Optical fiber sensors, electrically isolated, are excellent candidates for operating in explosive environments. Our goal is to develop an intrinsic optical fiber sensor based on Surface Plasmon Resonance. In this thesis, we study two optical fiber hydrogen sensors. The first sensor, based on amplitude modulation, consists of a thin Pd layer deposited on the multimode fiber core, after removing the optical cladding. The second design, based on wavelength modulation, consists of replacing the single Pd layer by a Au/ SiO2/ Pd multilayer stack. We demonstrate in this thesis that plasmonic sensors may be a solution to develop fast and reliable fiber hydrogen sensors. Finally, we study Mg alloys as hydrogen sensitive material in order to improve the detection range of hydrogen sensors.

Capteurs chimiques, biocapteurs et biopuces

Author : LALAUZE René
Publisher : Lavoisier
ISBN 13 : 274628832X
Total Pages : 386 pages
Book Rating : 4.7/5 (462 download)

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Book Synopsis Capteurs chimiques, biocapteurs et biopuces by : LALAUZE René

Download or read book Capteurs chimiques, biocapteurs et biopuces written by LALAUZE René and published by Lavoisier. This book was released on 2012-09-05 with total page 386 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Capteurs chimiques, biocapteurs et biopuces constitue un état de l'art en matière de détection d'espèces gazeuses, ioniques et biologiques. Il présente les aspects fondamentaux et technologiques des différents types de capteurs. Les matériaux sensibles aux différentes espèces chimiques et biologiques y sont exposés en termes d'élaboration et de performance. Les transducteurs mécaniques, électriques, électrochimiques, piézoélectriques, optiques et biologiques, sont décrits sous l'angle de leur fabrication et de leur mise au point pour des applications spécifiques. Les microréacteurs, les nanotechnologies et les technologies souples font également l'objet d'une étude approfondie. Enfin, le problème du traitement de l'information à travers les réseaux neuronaux ou les nez électroniques est traité.

ETUDE DE LA FAISABILITE ET REALISATION D'UN CAPTEUR D'HYDROGENE A FIBRES OPTIQUES POUR DES APPLICATIONS AEROSPATIALES

Author : XAVIER.. BEVENOT
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 338 pages
Book Rating : 4.:/5 (49 download)

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Book Synopsis ETUDE DE LA FAISABILITE ET REALISATION D'UN CAPTEUR D'HYDROGENE A FIBRES OPTIQUES POUR DES APPLICATIONS AEROSPATIALES by : XAVIER.. BEVENOT

Download or read book ETUDE DE LA FAISABILITE ET REALISATION D'UN CAPTEUR D'HYDROGENE A FIBRES OPTIQUES POUR DES APPLICATIONS AEROSPATIALES written by XAVIER.. BEVENOT and published by . This book was released on 1998 with total page 338 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: POUR DES RAISONS DE SECURITE LIEES AUX PROPRIETES DETONNANTES DE L'HYDROGENE DANS L'AIR, LA DETECTION DE FUITES D'HYDROGENE GAZEUX EST PRIMORDIALE DANS LES LANCEURS SPATIAUX PROPULSES PAR UN MOTEUR FONCTIONNANT A L'OXYGENE ET L'HYDROGENE LIQUIDE. AFIN DE COMPLETER SES EQUIPEMENTS DE DETECTION, LA SOCIETE EUROPEENNE DE PROPULSION CHERCHE A DEVELOPPER UN DETECTEUR DE FUITE D'HYDROGENE A FIBRE OPTIQUE. LA FIBRE OPTIQUE EST PRECONISEE POUR CETTE APPLICATION CAR ELLE OFFRE DE NOMBREUX AVANTAGES EN CE QUI CONCERNE SA FACILITE D'UTILISATION ET SA SECURITE DE FONCTIONNEMENT. LA CONCEPTION DE CE DETECTEUR DOIT SATISFAIRE LES CONTRAINTES D'UTILISATION (CAPTEUR D'EXTREMITE, FAIBLE MASSE, FAIBLE ENCOMBREMENT, FAIBLE CONSOMMATION ENERGETIQUE), MAIS EGALEMENT LES CONTRAINTES METROLOGIQUES DE FONCTIONNEMENT (DETECTION DE 1% A 100% D'HYDROGENE DANS L'AZOTE DANS UNE GAMME DE TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 196C ET 23C). NOUS AVONS REALISE DEUX DISPOSITIFS A FIBRE OPTIQUE. LA FIBRE OPTIQUE ET LA MEMBRANE TRANSDUCTRICE UTILISEES POUR CES DEUX DISPOSITIFS SONT IDENTIQUES : IL S'AGIT D'UNE PART D'UNE FIBRE MULTIMODALE A SAUT D'INDICE ET A GROS DIAMETRE DE COEUR ET D'AUTRE PART DU PALLADIUM. LE PREMIER DISPOSITIF EST BASE SUR L'EXCITATION D'UNE ONDE PLASMON A LA SURFACE DU PALLADIUM DEPOSE SUR LA SURFACE LATERALE DU COEUR DE LA FIBRE (CAPTEUR REPARTI LE LONG DE LA FIBRE). LE SECOND DISPOSITIF EST BASE SUR LA VARIATION DE LA REFLECTIVITE D'UN MICRO-MIROIR DE PALLADIUM DEPOSE EN BOUT DE FIBRE (CAPTEUR D'EXTREMITE). LES PERFORMANCES DU DISPOSITIF A PLASMON DE SURFACE SATISFONT LES SPECIFICATIONS METROLOGIQUES DU CAHIER DES CHARGES POUR UN FONCTIONNEMENT A 23C, MAIS LA CONCEPTION DE CE DISPOSITIF EST PEU ADAPTEE AUX CONTRAINTES D'UTILISATION. BIEN QUE LA REPONSE DU DISPOSITIF A MICRO-MIROIR SOIT PLUS FAIBLE, SA CONCEPTION EST CEPENDANT PLUS ADAPTEE AU CAHIER DES CHARGES ET PERMET D'UTILISER PLUS FACILEMENT UNE DIODE LASER DE PUISSANCE POUR OBTENIR DES PERFORMANCES INTERESSANTES A 196C.

Développement de nouvelles interfaces plasmoniques appliquées à la biodétection

Author : Maël Manesse
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 157 pages
Book Rating : 4.:/5 (69 download)

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Book Synopsis Développement de nouvelles interfaces plasmoniques appliquées à la biodétection by : Maël Manesse

Download or read book Développement de nouvelles interfaces plasmoniques appliquées à la biodétection written by Maël Manesse and published by . This book was released on 2009 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'utilisation de techniques de détection sans marquage telles que les méthodes basées sur la résonance de plasmons de surface (SPR) et l'électrochimie représentent un enjeu très important dans le développement des capteurs miniaturisés. Dans ce travail de thèse, de nouvelles interfaces adaptées aux études SPR-électrochimique ont été développées. Ces interfaces sont formées en déposant un film mince d'oxyde sur des substrats Titane/Or (Ti/Au) classiquement utilisés en SPR. Différents types d'interfaces hybrides ont été développées, comme Ti/Au/SiOx (oxyde de silicium), Ti/Au/SnO2:Sb (oxyde d'étain dopé antimoine) et Ti/Ag/SnO2:Sb. La caractérisation de ces nouvelles couches a été menée par électrochimie, résonance de plasmons de surface et spectroscopie de photoélectrons X (XPS). Différentes étapes de chimie de surface ont été étudiées sur ces interfaces afin de montrer la possibilité de greffer de manière covalente des biomolécules comme l'ADN sur le film d'oxyde.