Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Nicolas MEDARD : Responsable Développement Couches minces, Nanolane - Chargé du développement de nouveaux supports optiques SEEC
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Marie-Pierre VALIGNAT : Maître de conférences à l’université Aix-Marseille 2, - Laboratoire Adhésion & Inflammation, INSERM U600, CNRS UMR 6212 - Co-inventeur de la microscopie SEEC
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Lire l’articleINTRODUCTION
Ces dernières décennies, de nombreuses techniques d’amplification du signal pour repousser les limites de détection ont vu le jour. La grande majorité d’entre elles mettent en œuvre l’utilisation de supports aux propriétés bien spécifiques. En effet, des supports constitués de couches minces ou de couches micro- ou nanostructurées sont aujourd’hui présents dans des domaines tels que l’analyse biologique sans marquage, la spectroscopie RAMAN ou encore la microscopie SNOM... Des supports amplificateurs de contraste ont également été développés pour la microscopie optique mais leurs performances restaient jusqu’à maintenant très limitées. En effet, la microscopie optique pose des contraintes particulières de par la géométrie du faisceau d’éclairage incident. Une étude portant sur la modélisation du trajet lumineux en lumière polarisée a récemment permis l’élaboration de supports répondant à des conditions d’amplification de contraste. De par leurs caractéristiques, ces supports permettent avec un microscope optique standard, la visualisation de couches et d’objets d’épaisseurs nanométriques (nanofilm, biofilm, biopuce, brin d’ADN, nanoparticule, nanotube de carbone, feuillet de graphène...).
These last decades, numerous signal enhancement techniques to push away the detection limits were born. Most of them implement the use of supports with specific properties. Indeed, supports made of thin layers, or micro- or nano-structured layers are present in topics such as unlabelling biological analysis, RAMAN spectroscopy, SNOM microscopy... Contrast enhanced supports were also developed for the optical microscopy but their performances remained so far very limited. Indeed, the optical microscopy has particular constraints due to the geometry of the incidental lightbeam. Recently, a study concerning the modelling of the polarized light beam allowed the elaboration of supports having contrast-enhancement properties. Due to their characteristics, these supports enable to visualize with a standard optical microscope, layers and objects having nanometric thicknesses (nanofilm, biofilm, biochip, ADN strength, nanoparticle, carbon nanotube, graphene sheet...).
SEEC, Microscopie optique, nanotechnologie, surface amplificatrice de contraste, nano-films, nano-objets.
SEEC, optical microscopy, nanotechnology, contrast-enhanced surface, nano-films, nano-objects.
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2. Surfaces amplificatrices
Peu décrites dans la littérature, les couches minces amplificatrices de signal sont à nouveau mises à l’honneur grâce à l’engouement actuel pour les nanotechnologies. En effet, leur rôle en particulier dans l’instrumentation optique permet à des équipements, jusqu’alors limités à la caractérisation de microstructures, l’accès à l’analyse de structures de dimensions nanométriques.
Les surfaces amplificatrices de signal sont constituées de couches minces et/ou microstructurées qui ont pour effet de transformer les caractéristiques de base du support en vue d’augmenter l’intensité du signal de l’échantillon analysé. Ces surfaces amplificatrices dopent donc les performances des outils de caractérisation nanométrique. En ce sens, elles sont souvent qualifiées de surfaces « intelligentes » et leur développement est considéré comme stratégique pour les années à venir. Ces surfaces spécifiques sont en particulier employées aujourd’hui dans les domaines de l’analyse biologique sans marquage ou de la spectroscopie Raman.
Une grande partie des supports amplificateurs de signal fait appel à un même principe : l’effet « résonance des plasmons de surface » . Cet effet a été exploité, entre autres, avec la mise au point de biocapteurs qui permettent de mesurer en temps réel, et sans marquage spécifique, les caractéristiques d'interactions entre deux molécules sur une surface biologique. Pour cela, une des molécules – le ligand – est immobilisée sur la surface sensor et l'autre molécule – l'analyte – est injectée dans la chambre d’analyse contenant la surface sensor (figure 1).
Le principe de détection par SPR (Surface Plasmon Resonance) est de quantifier des changements de l'indice de réfraction près de la surface, reliés à la variation de masse à la surface du biocapteur, consécutive à la formation et à la dissociation des complexes moléculaires (ligand-analyte). En effet, lorsqu'une lumière monochromatique...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SCHASFOORT (R.B.M.), TUDOS (A.J.) - Handbook of Surface PlasmonResonance - RSC Publishing (2008).
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(2) - FORT (E.), GRESILLON (S.) - * - . – J. Phys. D : Appl. Phys., 41(1), 013001 (2008).
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(3) - AIZPURUA (J.), TAUBNER (T.), JAVIER GARCIA de ABAJO (F.), BREHM (M.), HILLENBRAND (R.) - * - . – Optics Express, 16(3), 1529-1545 (2008).
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(4) - NOMARSKI (G.) - Interferentialpolarizingdevice for study of phase objects - US Patent 2924142.
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(5) - LESSOR (D.L.), HARTMAN (J.S.), GORDON (R.L.) - * - . – I. Theory. J. Opt. Soc. Am. 69, 357-366 (1979).
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(6) - PLUTA (M.) - Advanced light microscopy - Elsevier, Amsterdam, Vol. 2, Chap. 7 (1989).
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ANNEXES
Supports antiréfléchissants et supports amplificateurs de contraste pour la lumière polarisée en réflexion [FR 2 841 339 A1].
Dispositif de visualisation bidimensionnelle ellipsométrique d’un échantillon, procédé de visualisation et procédé de mesure ellipsométrique avec résolution spatiale [FR 2 818 376 A1].
HAUT DE PAGE
Commercialisation de supports amplificateurs de contraste optique :Nanolane-France http://www.nano-lane.com
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