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Bio-plasmonique

Contact : A. KABASHIN

Résonance de Plasmons de Surface (SPR)

L’objectif de ces recherches est de développer de nouveaux concepts photoniques basés sur la sensibilité de phase de la résonance de plasmons de surface (SPR). Les biocapteurs SPR classiques manquent de sensibilité, ce qui empêche leur utilisation pour la détection de nombreuses espèces d’intérêt tels que des médicaments ou des petites protéines. Les capteurs utilisant la technique d’interférométrie SPR permettent de mesurer un changement d’indice de réfraction n = 10-8, ce qui représente le record absolu dans le cas de couches minces et correspond à une sensibilité 100 fois supérieure à celle des biocapteurs SPR classiques. Ils peuvent être utilisés pour la détection et l’identification ultra sensible, sans marqueur spécifique, de liaisons entre une cible analyte (antigène, ADN, ...) et son récepteur correspondant immobilisé sur le capteur. Le concept d’imagerie par interférométrie SPR est très prometteur pour le développement de l’analyse génétique et l’évaluation préclinique à haut volume de médicaments sans marqueur spécifique.

Introduction de métamatériaux plasmoniques pour biocapteurs

L’idée est de réaliser et utiliser un matériau artificiel ayant de nouvelles fonctionnalités permettant d’améliorer les performances des biocapteurs. Par exemple, une des géométries du métamatériau est une ‘forêt’ de nanobâtonnets d’or orientés perpendiculairement à un support en verre. Cela permet d’exciter un nouveau ‘mode guidée’, plus sensible que les modes plasmoniques classiques.

Photonics crystal waveguide-based SPR biosensor

Dans ce concept, les plasmons sont couplés à l’aide d’un guide d’onde à base d’un cristal photonique (PCW). Cette approche permet de maintenir une très haute sensibilité de la technique SPR dans la configuration très compacte PCW, ce qui est impossible avec les technologies conventionnelles de guide d’onde.

Biocapteur TIR à base de Si

Ce nouveau concept de biocapteur est basé sur l’étude de la phase du signal lumineux après la réflection totale interne (TIR) sur un prisme de Si. Grâce à l’indice de réfraction élevé du Si, une forte sensibilité peut être obtenue sans dépôt de couches métalliques.