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Peser des molécules avec de la lumière : les travaux de l'équipe de recherche Lumière, nanomatériaux, nanotechnologies (L2n) ont été publiés le 22 mars dernier
Publié le 16 mai 2019
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Mis à jour le 16 mai 2019
Date(s)
le 16 mai 2019
À l’aide de capteurs combinant des microlentilles et des nano-objets, les récents travaux de recherche en plasmonique de Julien Proust, Jérôme Martin, Davy Gérard, Jean-Louis Bijeon et Jérôme Plain, enseignants-chercheurs au sein de l’équipe de recherche Lumière, nanomatériaux, nanotechnologies (L2n) de l'ICD de l’UTT, ont été publiés le 22 mars dernier dans la revue de l’American Chemical Society, ACS Sensors.
Les chercheurs ont détecté des quantités infimes de molécules allant jusqu’au zeptogramme (10-21 g). Cette valeur record pour des capteurs plasmonique (utilisant la lumière) offre de nouvelles perspectives dans le domaine encore largement inexploré de la détection des très petites molécules. Ces résultats ont été publiés dans la revue ACS Sensors et sur le site INSIS du CNRS.
Depuis plusieurs décennies, les chercheurs ont montré la possibilité d’utiliser les nanoparticules métalliques comme capteurs. Le principe physique de détection de ces nanocapteurs (appelés capteurs plasmoniques) repose sur la sensibilité de la réponse optique de la particule métallique à son environnement immédiat. Ainsi, des capteurs sensibles à la présence d’une molécule individuelle ont été réalisés. Jusqu’à présent, les molécules détectées par ces systèmes étaient relativement grosses telles que des protéines associées aux marqueurs de différents cancers (quelques dizaines de nanomètres). La détection de petites molécules reste largement inexplorée et offre un champ d’applications important, par exemple pour la détection rapide de polluants.
L’approche proposée par les chercheurs du L2n repose sur l’utilisation conjointe d’un couple de particules métalliques déposé sur une micro lentille ayant la forme d’une micropyramide en verre. Cette dernière a un rôle double : non seulement elle améliore de manière significative la détection du signal optique, mais elle permet également de guider les molécules cibles sur le détecteur métallique. Ce dispositif permet de détecter des molécules en solution avec une concentration de l’ordre de 10 femtomolaire. En utilisant une procédure de calibration dédiée, il est possible de calculer le nombre de molécules détectées sur le capteur et donne une limite de détection en masse de 4 zeptogrammes (1 zg = 10−21 g), valeur record pour les capteurs moléculaires plasmoniques. Testé sur des molécules de pyridine, ces nano-capteurs peuvent servir à la mesure de n’importe quelle molécule. Ce nouveau système peut être considéré comme une balance de pesage moléculaire optique qui offre des nouvelles perspectives pour la détection rapide de molécule en solution tels que des polluants de très petite taille.
Références :
Detecting a zeptogram of pyridine with a hybrid plasmonic-photonic nanosensor
Proust, J. Martin, D. Gerard, J-L. Bijeon, J. Plain
ACS Sensors, (2019)
DOI: 10.1021/acssensors.8b01068
Contact :
Depuis plusieurs décennies, les chercheurs ont montré la possibilité d’utiliser les nanoparticules métalliques comme capteurs. Le principe physique de détection de ces nanocapteurs (appelés capteurs plasmoniques) repose sur la sensibilité de la réponse optique de la particule métallique à son environnement immédiat. Ainsi, des capteurs sensibles à la présence d’une molécule individuelle ont été réalisés. Jusqu’à présent, les molécules détectées par ces systèmes étaient relativement grosses telles que des protéines associées aux marqueurs de différents cancers (quelques dizaines de nanomètres). La détection de petites molécules reste largement inexplorée et offre un champ d’applications important, par exemple pour la détection rapide de polluants.
L’approche proposée par les chercheurs du L2n repose sur l’utilisation conjointe d’un couple de particules métalliques déposé sur une micro lentille ayant la forme d’une micropyramide en verre. Cette dernière a un rôle double : non seulement elle améliore de manière significative la détection du signal optique, mais elle permet également de guider les molécules cibles sur le détecteur métallique. Ce dispositif permet de détecter des molécules en solution avec une concentration de l’ordre de 10 femtomolaire. En utilisant une procédure de calibration dédiée, il est possible de calculer le nombre de molécules détectées sur le capteur et donne une limite de détection en masse de 4 zeptogrammes (1 zg = 10−21 g), valeur record pour les capteurs moléculaires plasmoniques. Testé sur des molécules de pyridine, ces nano-capteurs peuvent servir à la mesure de n’importe quelle molécule. Ce nouveau système peut être considéré comme une balance de pesage moléculaire optique qui offre des nouvelles perspectives pour la détection rapide de molécule en solution tels que des polluants de très petite taille.
Références :
Detecting a zeptogram of pyridine with a hybrid plasmonic-photonic nanosensor
Proust, J. Martin, D. Gerard, J-L. Bijeon, J. Plain
ACS Sensors, (2019)
DOI: 10.1021/acssensors.8b01068
Contact :
- Julien Proust – julien.proust@utt.fr
mise à jour le 16 mai 2019