Biocapteurs
Les biocapteurs représentent le cœur d’expertise des chercheurs de PRINTUP INSTITUTE. La gamme de biocapteurs à base de transistors développée par l’institut est très large.
Les biocapteurs sont des instruments de mesure qui associent de manière intégrée un élément biologique (enzyme, anticorps, cellule végétale ou animale, fragment d’ADN, lipides…) et un transducteur physique (électrode, quartz piézoélectrique…). L’élément biologique sera choisi selon le domaine d’application envisagé et sur la base des critères de performances analytiques souhaitées.
Idéalement, le biocapteur doit être aisé à mettre en oeuvre et apporter des analyses directes, sans traitement de l’échantillon. Avec la technologie de l’électronique imprimée, le biocapteur est miniaturisé pour des applications à usage unique à bas-coût ou pour l’insertion dans des dispositifs multi-mesures.
Les biocapteurs conviennent tant pour le suivi des bioprocédés que pour le contrôle de certains paramètres physiologiques. Les applications sont développées soit à titre individuel (glucose, lactate…), soit en milieu hospitalier (chevet du malade, urgence, chirurgie, contrôle de dialyse, etc…), en analyse clinique (analyses d’ADN…) ou en recherches universitaire et industrielle. Des applications dans des micro-environnements (in vivo , cellule isolée…) ou pour des mesures ponctuelles décentralisées existent également.
La plupart des biocapteurs développés au sein de l’institut s’appuient sur l’architecture de transistors organiques (à effet de champ, électrochimiques) ou à base de graphène. L’utilisation de transistors pour le développement de biocapteurs apporte de nombreux avantages comme un signal de sortie du capteur déjà sous forme de courant électrique simple à analyser, stocker et transmettre et déjà amplifié par la transconductance du dispositif. Ces transistors sont idéal pour la fabrication de biocapteurs travaillant en milieu aqueux.
Les biocapteurs à base d’ADN (aptamères)
reposent sur le phénomène d’hybridation entre un brin d’ADN et son brin complémentaire. Cette réaction est transformée par le transistor en variations mesurables du courant de sortie, qui sont proportionnelles à la quantité de brin complémentaire détecté. Ces types de biocapteurs sont utilisés surtout pour la détection de drogues, protéines ou la reconnaissance de brins d’ADN.
Les biocapteurs basés sur les anticorps
s’appuient sur l’interaction entre anticorps et leurs antigènes. La spécificité exceptionnelle de cette réaction permet la création de capteurs extrêmement sensibles et sélectifs. Au sein du PRINTUP Institut, ces biocapteurs sont utilisés principalement pour la détection de polluants, de microorganismes pathogènes, de toxines.
Les biocapteurs enzymatiques
reposent sur l’utilisation d’une enzyme capable de reconnaître de manière très spécifique la molécule d’intérêt et d’interagir avec elle produisant un signal chimique qui est détecté et amplifié par le transistor. Ce type de biocapteurs sont utilisés pour la détection et la quantification de molécules d’intérêt médical telles que le glucose, le lactose, le glutamate et la glutamine.