(Bio)functionalization of annealed Nanostructures for diagnostic applications

• Auteur / Autrice : Lan Zhou
• Direction : Elena Rodica Ionescu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 21/01/2021
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Organisme gouvernemental étranger : CSC (China Scholarship Council)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lumière- nanomatériaux et nanotechnologies / L2n
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Michel Adam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elena Rodica Ionescu, Pierre-Michel Adam, Monika Fleischer, Jasmina Vidic, Jean-Louis Bijeon, Éric Lesniewska
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monika Fleischer, Jasmina Vidic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microbalances

Résonance plasmonique de surface

Spectroscopie de microondes

Nanostructures

Biocapteurs

Mots clés libres

Biocapteurs

Nanostructures

Spectroscopie de microondes

Résonance plasmonique de surface

Microbalances

Biosensors

Nanostructures

Microwave Spectroscopy

Surface plasmon resonance

Microbalances

Résumé

Les biocapteurs hautement sensibles issus de la nanotechnologie ont trouvé des applications dans divers domaines ces dernières années, grâce à la détection directe, en temps réel et sans marquage de nombreuses substances biologiques et chimiques. Dans le cadre de cette thèse, trois plates-formes de biodétection ont été développées en synthétisant des nanostructures d'or sur trois différents substrats, respectivement une lame de verre recouverte d'oxyde d'indium-étain (ITO), des lamelles de verre et un quartz utilisé dans les microbalances à quartz (QCM). Avec la première plateforme, des biomolécules ont été détectées de façon spécifique en utilisant une analyse spectroscopique dans le domaine des micro-ondes (SMM). La seconde a permis de réaliser un génocapteur utilisant comme méthode de détection optique soit la spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS), soit la résonance plasmonique de surface (LSPR). La troisième a mis en œuvre la détection acoustique de l’interaction entre une biomolécule et des nanoparticules biofonctionnalisées et réparties de façon contrôlée sur la surface.

Highly sensitive biosensors derived from nanotechnology have found applications in various fields in recent years, thanks to the direct, real-time and unmarked detection of many biological and chemical substances. In the framework of this thesis, three biodetection platforms were developed on glass substrates. Specifically, glass slide coated with thin layers of indium-tin oxide (ITO), glass coverslip and a quartz crystal microbalances (QCM) were nanostructured. With the first platform, biomolecules were detected by using scanning microwave microscopy (SMM) while the second platform made it possible the fabrication of optical genosensors based on either surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) or localized surface plasmon resonance spectroscopy (LSPR). Finally, the third has implemented the acoustic detection of biomolecules on commercial quartz crystal modified with nanostructures in a controlled manner.