Voie électro-chimique (Resp. P. Temple-Boyer)

             

Analyse électrochimique en phase liquide: transistors chimiques à effet de champ ChemFET et microcellules électrochimiques ElecCell


- Transistors chimiques à effet de champ ChemFET

Le transistor chimique à effet de champ (Chemical field effect transistor ChemFET) est l’adaptation d’un des composants phares de la microélectronique, le transistor à effet de champ (Field effect transistor) à la détection en phase liquide. A ce titre, il est totalement compatible avec les technologies "Silicium" et permet d’intégrer de manière fonctionnelle les principes de détection/transduction potentiométrique. Il est plus particulièrement adapté à la détection en solution d’espèces électriquement chargées tels que les ions, et par inférence à la mesure du pH et aux applications associées. Il a d’ores et déjà permis la réalisation industrielle d’électrodes pH dites "tout solide" mais les efforts de recherche doivent être poursuivis afin d’améliorer la fiabilité de la filière technologique "ChemFET", d’optimiser les propriétés de détection, d’aller plus loin dans l’intégration et d’étendre les applications de détection à de nouvelles espèces chimiques, biochimiques et/ou biologiques.

             
Mise en place d'une filière technologique pour la réalisation de microcapteurs pH-ChemFET

Détail des études en cours:

• Intégration des techniques de pH-métrie pour l’analyse bactérienne
• Etude des transistors enzymatique à effet de champ (Enzymatic field effect transistor EnFET) pour la détection biochimique


- Microcellules électrochimiques ElecCell

Les électrochimistes ont d’ores et déjà développé des électrodes, microélectrodes et autres ultra-microélectrodes afin de pouvoir utiliser au mieux les principes de détection/transduction ampérométrique et impédancemétrique pour l’analyse en phase liquide. Néanmoins, les efforts de miniaturisation se sont la plupart du temps limités à la seule électrode de travail. Un effort conséquent de recherche doit ainsi être porté sur la réalisation de microcellules électrochimiques permettant l’intégration fonctionnelle des microélectrodes de travail, auxiliaire et de référence. Cela concerne plus particulièrement le développement et l’optimisation de la filière technologique ElecCell (Electrochemical microCell) Au – Pt – Ag/AgCl en vue de la détection d’espèces chimiques biochimiques et/ou biologiques en solution.

               
Mise en place d'une filière technologique
pour la réalisation de microcellules électrochimiques ElecCell

Détail des études en cours:

• Analyse de molécules anti-oxydantes en phase liquide et à la surface de la peau
• Etude des procédés de passivation minérale pour l'analyse en milieu marin

>> Liens sur les dernières conférences : ISE 2012, Biosensors 2012

Personnel concerné : S. Assié (ingénieur IDEA), A. Cazalé (doctorant), K. Diallo (post-doctorant), L. Djeghlaf (doctorant), A. Laborde (ingénieur TEAM), P. Lacroix (ingénieur IDEA), A. Lale (doctorant), J. Launay (maître de conférences), L. Mazenq (ingénieur TEAM), P. Temple-Boyer (directeur de recherche), I. Séguy (chargé de recherche), A. Tsopéla (doctorant), E. Vanhove (post-doctorant)


Projets en cours


• SWEAT: Développement de microcapteurs électrochimiques pour l’analyse de la sueur (ANR CSOSG 2009-2012, collaboration: PBT, HEMODIA, PFDC, CEA-LETI, CRSSA)
• NUTRIMECA : Développement de microdispositifs ChemFET pour l’analyse de la salive (CNRS-INRA 2010-2012, collaboration: FLAVIC)
• MICASSO : Développement de microcellules électrochimiques pour l’analyse du stress oxydant en phase liquide et à la surface de la peau (2008-2013, collaboration : LGC, Hôpitaux de Rangueil, PFDC)
• MAISOE – ANESIS : Microsystèmes d’Analyse in-situ pour des observatoires environnementaux (RTRA STAE 2009-2013, collaboration : LEGOS)
• DOLFIN : Intégration de détecteurs optiques de fluorescence et de cellules électrochimiques sur une plateforme microfluidique pour l'analyse couplée de la pollution de l’eau (France-Canada 2011-2014, collaboration : UQAM)
• NANOMITO : Nanocapteurs pour des études métaboliques à l'échelle de la mitochondrie unique (ANR BLANC 2012-2015, collaboration : NSYSA)

Projets antérieurs


• MICROMEDIA: Développement de microcapteurs à effet de champ pour l’analyse de l’urée (projet industriel 2001-2009, collaboration : HEMODIA)
• SEWING: Systems of european Water monitoring (projet européen 2001-2005, collaboration : Univ. Varsovie, Univ. Lodz, UPC, VTT, IWGA, MICROSENS, SYSTEA)
• NUTRIPUCE: Développement de microcapteurs à effet de champ pour le diagnostic biochimique des maladies métaboliques (ITAV 2005-2007, collaboration : CHU Rangueil, PHYSIOGENEX)
• MICROCUVE: Développement de microcapteurs à effet de champ pour l’analyse bactérienne en microvolume (projet industriel 2007-2009, collaboration : ELITECH)