Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les capteurs sont devenus indispensables pour de nombreux aspects de notre vie, avec des exemples d'application allant de la sécurité jusqu'au domaine de la santé. La miniaturisation de ces systèmes analytiques répond de manière générale à des besoins multiples dans l'ensemble des domaines de l'activité humaine, comme la détection in situ et/ou in vivo, la réduction de coût ou encore la rapidité de l'analyse. De même, le traitement d'échantillons de très petite taille ou de très faible volume permet ainsi un monitoring et un contrôle de paramètres physico-chimiques et biologiques. Dans le contexte des demandes sociétales de plus en plus exigeantes, sont illustrés dans cet article les défis pour ce domaine de recherche dans les prochaines années. Un accent particulier est porté sur les systèmes électrochimiques, optiques et optoélectrochimiques qui sont assez facilement miniaturisables.
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Sensors have become crucial for many aspects of our lives with applications ranging from security issues to public health. The miniaturization of analytical systems satisfies in general multiple needs such as in situ and/or in vivo-detection, cost reduction, high throughput and handling of small size or volume samples, thus allowing the monitoring and the control of physico-chemical and biological parameters in the whole area of human activity. In the context of the ever increasing social demand we will illustrate, with the help of a few examples, the challenges for this field of research over the next few years with a special emphasis on electrochemical, optical and opto-electrochemical systems, which are easily to miniaturize.
Auteur(s)
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Neso SOJIC : Institut des sciences moléculaires, CNRS UMR 5255, site ENSCBP (Pessac)
-
Alexander KUHN : Institut des sciences moléculaires, CNRS UMR 5255, site ENSCBP (Pessac)
INTRODUCTION
La miniaturisation de capteurs répond de manière générale à des besoins multiples comme la détection in situ et/ou in vivo, la parallèlisation, la réduction de coût, la rapidité de l'analyse et le traitement d'échantillons de très petite taille ou de très faible volume, permettant ainsi un monitoring et un contrôle de paramètres physico-chimiques et biologiques dans l'ensemble des domaines de l'activité humaine . Cela nécessite la mise au point de (bio)capteurs performants, parfois miniaturisés jusqu'aux limites imposées par la physique. Les activités de recherche dans ce dernier domaine visent à combiner les nanotechnologies, les nanomatériaux et les sciences biologiques afin de développer des capteurs, avec une sensibilité et une stabilité accrues, suffisamment bien adaptés pour des mesures rapides et en continu. Dans le cas idéal, il est souhaitable de maîtriser la structure interfaciale de ces capteurs à plusieurs échelles afin de profiter des effets de synergie. Nous allons illustrer cette démarche au travers de travaux basés sur des capteurs bioélectrochimiques, optiques et opto-électrochimiques développés au sein de notre groupe de recherche .
Cet article est extrait de la revue « Annales des falsifications, de l'expertise chimique et toxicologique » éditée par la SECF (Société des experts chimistes de France).
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MOTS-CLÉS
miniaturisation capteurs électrochimiques capteurs optiques capteurs optoélectrochimiques électrochimie optique optoélectrochimie
KEYWORDS
miniaturization | electrochemical sensors | optical sensors | opto-electrochemical sensors | electrochemistry | optics | opto-electrochemistry
DOI (Digital Object Identifier)
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Capteurs optiques
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1. Capteurs électrochimiques
1.1 Structuration de la surface à différentes échelles
Les capteurs bioélectrochimiques reposent en général sur l'immobilisation d'un élément biologique (enzyme, brin d'ADN, anticorps, micro-organismes...) sur une électrode qui assure le rôle de transducteur . L'évènement de reconnaissance moléculaire est ainsi traduit en un changement de courant, de potentiel ou d'impédance. Dans le premier cas, la miniaturisation d'une électrode est inévitablement liée à une perte importante de l'intensité du signal ; en l'occurrence le courant mesuré est souvent seulement de l'ordre du nano- ou picoampère. Cela entraîne un certain nombre de problèmes liés à la sensibilité et à la limite de détection que l'on peut atteindre avec un tel dispositif. Une façon de pallier ces inconvénients consiste à compenser la perte de signal par une structuration multi-échelle de l'interface électrode-électrolyte. La possibilité de structurer des interfaces avec une grande précision joue un rôle de plus en plus important non seulement dans le domaine de la chimie analytique, mais de manière générale dans le développement de nouvelles technologies. Cela concerne de multiples aspects de notre vie, que ce soit la conversion d'énergie ou le stockage d'information. L'ingénierie de surfaces et d'interfaces à des échelles de longueur différentes, allant du moléculaire à la taille macroscopique, en faisant appel à des phénomènes d'autoassemblage et des procédés de croissance, peut être utilisée pour améliorer les performances de tels systèmes. Deux approches complémentaires qui sont bien adaptées pour atteindre ce but sont, d'un côté, la croissance de matériaux conducteurs ou non conducteurs à travers de structures auto-organisées et, d'un autre côté,...
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Capteurs électrochimiques
BIBLIOGRAPHIE
-
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-
(2) - * - http://www.enscbp.fr/nsysa/.
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(3) - GONDRAN (C.), FABRY (P.) - Capteurs électrochimiques. - Ellipses (2008).
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(4) - MARINESCO (S.), PERNOT (P.) - Biocapteurs implantables in vivo. - [RE 108] Techniques de l'Ingénieur (2008).
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(5) - MANO (N.), THIENPONT (A.), KUHN (A.) - * - Electrochem. Comm., 10, p. 585 (2001).
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(6) - MANO (N.), KUHN (A.) - * - Biosensors and Bioelectronics, 16, p. 45 (2001).
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(7) - TOH...
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