Thèse soutenue

Vers un biocapteur plasmonique et électrochimique intégré dans une plateforme microfluidique
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Auteur / Autrice : Juan Manuel Castro Arias
Direction : Anne-Marie Haghiri-Gosnet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique et optoélectronique, nano- et microtechnologies
Date : Soutenance le 10/03/2017
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio : physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de nanosciences et de nanotechnologies (Palaiseau, Essonne ; 2016-....)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Entreprise : Toppan Photomasks France
Jury : Président / Présidente : Hafsa Korri-Youssoufi
Examinateurs / Examinatrices : Anne-Marie Haghiri-Gosnet, Hafsa Korri-Youssoufi, Yong Chen, Jumana Boussey, Andrea Cattoni, Gilles Lérondel
Rapporteurs / Rapporteuses : Yong Chen, Jumana Boussey

Résumé

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Au cours de ma thèse, j'ai développé un procédé de fabrication spécifique capable de produire un biocapteur qui combine deux techniques de biodétection différentes, la réponse plasmonique basée sur la résonance de plasmon de surface localisée (LSPR) et la réponse électrochimique. Les méthodes et les résultats qui sont présentés dans ce manuscrit ont été définis pour converger vers un dispositif fluidique unique combinant ces deux approches de détection différentes. Afin de trouver la configuration permettant l'excitation des résonances plasmoniques, la géométrie des nanocavités MIM (métal/isolant/métal) en réseau de lignes interdigitées a été optimisée par des simulations électromagnétiques. La fabrication par nanoimpression douce assistée UV (SoftUV-NIL) a été optimisée et, finalement, la caractérisation optique de ces nanocavités a été comparée avec succès aux simulations théoriques. Parallèlement à la réalisation de ce dispositif nanostructuré, des dispositifs électrochimiques fluidiques plus simples qui intègrent des microélectrodes classiques ont également été développés. L'objectif était d'abord de développer une chimie innovante pour le couple « biotine/streptavidine » et de comprendre ensuite comment les paramètres fluidiques peuvent affecter l'efficacité de capture des biomolécules. Ce manuscrit se termine par une discussion sur le rôle des paramètres fluidiques concernant l’efficacité de la biodétection sur la base de la théorie de Squires.