Capteurs BioFETs innovants pour la détection électrique de molécules biologiques

Innovative bioFET sensors for electrical detection of biological species

• Auteur / Autrice : Rony Midahuen
• Direction : Valérie Stambouli-Sené, Sylvain Barraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, électrochimie, génie civil,
• Date : Soutenance le 18/10/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information (Grenoble ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Mireille Mouis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Chantal Gondran
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Guilhem Larrieu, Abdelkader Souifi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thrombine

Biocapteurs

Mots clés libres

BioFET

Isfet

Ph

Adn

Silanisation

Diagnostic

BioFET

Isfet

Ph

Dna

Silanization

Diagnosis

Résumé

Depuis plusieurs dizaines d'années, la course vers la miniaturisation et la complexification des fonctions électroniques suscitent l'intégration de matériaux innovants pour conserver les performances requises en termes de temps de réponse et de consommation électrique. Le développement des biocapteurs qui fait l'objet d'une activité de recherche intensive n'échappe pas à la règle. En effet, le couplage de la fonctionnalisation chimique et des nanomatériaux (nanofils de Si, MoS2 par exemple) ouvre de nouvelles perspectives enthousiasmantes pour la réalisation de capteurs miniatures, très sensibles et sélectifs pour la détection d'espèces chimiques ou biologiques. Dans ce contexte, le projet de cette thèse vise, par une approche pluridisciplinaire, le développement d'une plateforme de bio-détection. Deux applications sont ciblées : la mesure de pH et la détection de l'hybridation de deux brins complémentaires d'ADN. La démonstration d'une première preuve de concept à partir de matériaux innovants permettra de mieux comprendre l'apport des nouveaux matériaux (couple transducteur/bio-récepteur) pour améliorer la sélectivité, la sensibilité, la stabilité, la rapidité, et la simplicité d'utilisation des biocapteurs.

For several decades, the race towards the miniaturization and the complexification of electronic functions have led to the integration of innovative materials to maintain the required performance in terms of response time and power consumption. The development of biosensors which is the subject of an intensive research activity does not make exception to the rule. Indeed, the coupling of chemical functionalization and nanomaterials (Si nanowires, MoS2 for example) open exciting new opportunities for the realization of miniature sensors, ultrasensitive and selective, used for the detection of chemical or biological species. In this context, the project of this thesis aims the development of a bio-detection platform through a multidisciplinary approach. Two applications are targeted: the measurement of pH and the detection of the hybridization of two complementary DNA strands. The demonstration of a first proof of concept based on innovative materials will allow a better understanding of the contribution of new materials (the duo transducer / bio-receiver), with the objective to improve our biosensors features, such as selectivity, sensitivity, stability, response time, and the ease of use.