Peser des molécules avec de la lumière
À l’aide de capteurs combinant des microlentilles et des nano-objets, des chercheurs de l’Institut Charles Delaunay ont détecté des quantités infimes de molécules allant jusqu’au zeptogramme (10-21 g). Cette valeur record pour des capteurs plasmoniques (utilisant la lumière) offre de nouvelles perspectives dans le domaine encore largement inexploré de la détection des très petites molécules. Ces travaux ont été publiés dans la revue ACS Sensors.
Depuis plusieurs décennies, la recherche en plasmonique montre qu’il est possible d’utiliser des nanoparticules métalliques comme capteur de détection de molécules diverses. La sensibilité de ces capteurs repose sur la réponse optique des nanoparticules métalliques à leur environnement immédiat. Jusqu’à présent, les molécules détectées par ces systèmes étaient relativement grosses telles que des protéines associées aux marqueurs de différents cancers (quelques dizaines de nanomètres).
Des chercheurs de l’Institut Charles Delaunay (CNRS/Université de technologie Troyes) ont développé une balance optique ayant une sensibilité au zeptogramme (10-21 g). Cette valeur record est rendue possible grâce à l’assemblage de microlentilles pyramidales gravées dans du verre et de deux nanoparticules d’or positionnées à leur sommet. Éclairée par la base, la pyramide concentre la lumière en son sommet et éclaire, de façon plus efficace, le nano-objet sur lequel se déposent les molécules à mesurer. Ce dispositif permet d’obtenir une précision de détection à température ambiante rivalisant avec des technologies de pointe qui fonctionnent généralement sous vide et à basse température. Il améliore également le rapport signal-bruit et diminue ainsi le risque de faux positifs. Testés ici sur des molécules de pyridine, ces nano-capteurs peuvent servir à la mesure de n’importe quelle molécule. Ce nouveau système peut être considéré comme une balance de pesage moléculaire optique qui offre de nouvelles perspectives pour la détection rapide de molécules en solution telles que des polluants de très petite taille.
© Julien PROUST - ICD UTT
Références :
Detecting a zeptogram of pyridine with a hybrid plasmonic-photonic nanosensor
J. Proust, J. Martin, D. Gerard, J-L. Bijeon, J. Plain
ACS Sensors, (2019)
DOI: 10.1021/acssensors.8b01068