Modulation contrôlée et réversible de la réponse optique des assemblages de nanoparticules de métaux nobles pour la biodétection en microfluidique – COMONSENS

Les nanoparticules de métaux nobles, notamment celles à base d'argent et d'or, possèdent une forte réponse optique qui se traduit par une intense absorption lumineuse et - à partir d'une certaine taille des objets (> 20 nm) - par une forte diffusion de la lumière incidente à des longueurs d'onde dans le visible et le proche infrarouge. Ces phénomènes sont liés aux résonances plasmons des particules qui sont très sensibles à leur environnement proche. Une très forte modulation de la réponse optique peut être obtenue par l'assemblage de plusieurs particules. Dans le cas des particules fonctionnalisées par des molécules spécifiques en suspension liquide, l'assemblage peut notamment être réalisé par interactions biomoléculaires.

Le projet COMONSENS vise (1) à maîtriser la modulation de la réponse optique des nanostructures autoassemblées de métaux nobles, (2) à rendre cette modulation réversible et sensible aux interaction biomoléculaires, (3) à utiliser la forte réponse optique pour détecter des assemblages individuels dans des systèmes microfluidiques et (4) à utiliser des champs électriques (dielectrophorèse) pour manipuler et piéger les assemblages dans ces microsystèmes afin d'exalter leur signal optique. Le projet associe la conception et la synthèse de nanoparticules métalliques fonctionnalisées, l'autoassemblage biomoléculaire, l'étude spectroscopique et microscopique des particules et de leurs assemblages en suspension et à l'échelle de l'objet unique, l'étude de l'interaction de nano-objets métalliques avec des champs électriques variables ainsi que la conception et fabrication de microsystèmes fluidiques intégrant particules, électrodes et optique.

Nous nous intéresserons principalement à des questions de nature fondamentale, notamment concernant la stabilité des particules fonctionnalisées à très haute dilution en milieu aqueux ou plus complexe (biologique), la compréhension de la réponse optique des assemblages en fonction de la structure obtenue par autoassemblage et par assemblage diélectrophorétique, et la réalisation de microsystèmes adaptés aux contraintes de la détection optique. Au-delà de ces questions, le projet COMONSENS ouvre des perspectives sur des méthodes de biodétection miniaturisées qui offriraient une triple sélectivité (biochimique, électrique et optique) et une haute sensibilité.