| Réf : RE87 v1

Détection d’odorants : enjeux fondamentaux et appliqués
Nez électroniques de dernière génération : les nanobiosenseurs

Auteur(s) : Jasmina VIDIC, Edith PAJOT-AUGY

Date de publication : 10 nov. 2007

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RÉSUMÉ

Les nanobiosenseurs, véritables nez électroniques de dernière génération, permettent une mesure précise grâce à des récepteurs olfactifs performants. Cette évolution pourrait mener vers une intégration de ces outils dans des domaines très divers, notamment dans les instruments du milieu médical. Cet article propose une analyse des nanobiosenseurs, au travers de nombreuses parties. Sont ainsi traités les récepteurs olfactifs comme éléments sensibles de biocapteurs, l’expression de ces récepteurs, l’immobilisation des éléments sensibles des biocapteurs, l’évaluation de l’activité des récepteurs en nanosomes immobilisés, les biocapteurs impédancemétriques ou encore leurs différentes applications.

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ABSTRACT

Nanobiosensors, a truly new generation of electronic noses, allow for precise measurements due to their powerful olfactive sensors. This evolution could lead to the integration of these tools in extremely diverse domains, and notably in medical equipment. This article presents an extensive analysis of biosensors. It thus deals with olfactory sensors as the sensitive elements of biosensors, the expression of these receptors, receptors immobilization on biosensors, the assessment of olfactory receptors activity in immobilized nanosomes, impedimetric biosensors and their various applications.

INTRODUCTION

Cette nouvelle génération de biosenseurs, dont les éléments sensibles sont des récepteurs olfactifs, peut déboucher sur des nez bioélectroniques performants, bon marché, permettant une mesure quantitative et directe, sans marqueur. Ils pourront en particulier être intégrés dans des instruments pour le diagnostic médical non invasif, ou pour la recherche rapide de composés nocifs ou contaminants, en particulier dans le cadre du contrôle qualité et du suivi de la composition.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re87


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1. Détection d’odorants : enjeux fondamentaux et appliqués

Jasmina VIDIC, ingénieur de recherche, et Edith PAJOT-AUGY, chargée de recherche, travaillent à l’Institut national de la recherche agronomique (INRA) à Jouy-en-Josas. Elles ont participé à l’élaboration de biocapteurs à base de récepteurs olfactifs, dans le cadre du projet européen SPOT-NOSED (Single Protein Nanobiosensor Grid Array).

Des cinq sens, l'odorat est celui qui reste le plus énigmatique. Pourtant, l'olfaction est un sens indispensable à la survie de l'homme comme de toutes les espèces animales, notamment pour éviter l'absorption de substances nocives, mais aussi pour la reproduction. Les odeurs lui rappellent des images, des sentiments, qui conditionnent inconsciemment sa façon d'agir. Les odorants participent aux arômes, ils peuvent constituer une signature des états métaboliques ou pathologiques, ils sont associés aux explosifs, ils émanent de drogues, signalent des polluants domestiques et environnementaux. Par conséquent, il y a un intérêt croissant pour l'émergence de technologies permettant l'évaluation rapide et non invasive des composés odorants volatils. Les dispositifs actuels de nez électroniques (tableau 1) basés sur des semi-conducteurs d'oxydes de métaux ou des polymères conducteurs qui identifient spécifiquement des odorants gazeux sont en général lourds et coûteux donc inadaptés pour l'élaboration de micro- et nanocapteurs qui pourraient mimer le système olfactif naturel. Par ailleurs, ils n'impliquent pas l'identification moléculaire des odorants, leur fonctionnement est perturbé en présence d'eau et ils nécessitent une taille conséquente d'échantillon pour assurer une interaction optimale avec la surface du capteur. Il est donc extrêmement tentant de développer un nouveau biocapteur à base de récepteurs olfactifs, pour remplacer les éléments sensibles physico-chimiques des capteurs actuels. Cela fournirait une nouvelle plate-forme capable de contourner les inconvénients des dispositifs bioélectroniques actuels. Avec la mise en évidence des récepteurs olfactifs et celle de la grande famille de gènes qui les encodent ...

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