UE Biocapteurs

Diplômes intégrant cet élément pédagogique :

Descriptif

Objectifs :
Les bio(capteurs), thème par définition interdisciplinaire, font appel à différents types de transducteurs physiques (optiques, électrochimiques, gravimétriques, thermiques, …) couplés à des réactions sélectives chimiques ou biochimiques. Ce module se positionne donc à l’interface entre la Biologie, la Physique et la Chimie. Le contenu du module portera majoritairement sur les capteurs électrochimiques d'espèces "minérales" pour études physiologiques et les biocapteurs pour la santé.  L’évolution du concept de biocapteur sera décrite en passant par la microélectrode, l’immunocapteur, l’aptacapteur et la biopuce.

Programme :
• Molécules biologiques pour les biocapteurs (cours 4h)
Les grandes classes de molécules biologiques, les techniques classiques de biologie moléculaire
• Chimie et fonctionnalisation de surface pour biopuces et biocapteurs (cours 2h)
Les sondes, les surfaces, les méthodes d’immobilisation ; réalisation de biopuces (micro-arrays)
• Principes et techniques de transduction dans les biocapteurs  (cours  4,5 h)
Introduction (les grands domaines d’applications, les compétences requises), Principes des biocapteurs (les capteurs, les cibles et biorécepteurs), Les transductions optiques (Spectroscopie UV visible infrarouge, Fluorescence, Indice “plasmon…”, méthodes couplées), Les transductions mécaniques (Énergie de surface, Masse inertielle, Mise en oeuvre), Les transduction électrochimiques (Potentiométriques : électrodes sélectives et transistors à effet de champs, Conductimétriques, Ampérométriques : stationnaire et dépendant du temps), Exemples
• Capteurs à transduction inorganique pour des diagnostics médicaux (cours 1,5 h, TD 6 h)
Mesures des espèces physiologiques minérales, Capteurs potentiométriques à ions (ISE) : fabrication, principe, caractéristiques, écart à l’idéalité, limite de détection en milieu interférent, dosage. Choix de l’appareil de mesure / dérive de la mesure
• Les biocapteurs enzymatiques et d’affinité à transduction électrochimique : principe et applications (cours 1,5 h, TD 6 h)
Biocapteurs enzymatiques ampérométriques (Modèles ampérométriques : simplifié et à couche d’apport limitante, Problème des interférents), Biocapteur ampérométrique d’affinité (Modèles basés sur l’isotherme d’adsorption, Biocapteur immunologique, Biocapteur à ADN, Aptacapteurs, Détection de cellules)

Pré-requis

Les préalables pour suivre cet enseignement sont les UE suivantes, ou un programme équivalent :

CHI301 : Thermodynamique et cinétique chimiques

CHI401 : Physico-chimie des solutions aqueuses

CHI506 : Electrochimie et TP de chimie-physique

Compétences visées

Maîtriser les bases théoriques de l'électrochimie ainsi qu'un certain nombre de ses applications dans le domaine analytique.

Bibliographie

De nombreux livres disponibles à la bibliothèque ; certains seront recommandés en début de cours

Informations complémentaires

Langue(s) : Français