Réseaux ECL multidimensionnels formés de lab-on-molecules – MULTIDIM-LAB

Le but de ce projet commun entre nos groupes à Bordeaux et à Siegen est de réaliser un réseau haute-densité de nanocapteurs qui sont eux-mêmes constitués d'unités analytiques élémentaires permettant la détection multi-analytes (lab-on-molecules). La plate-forme analytique que nous souhaitons développer est basée sur un faisceau de nanopointes optiques permettant ainsi l?analyse (bio)chimique multiparamétrique et multiéchelle par électrochimiluminescence (ECL) et par photoluminescence (PL) d'échantillons complexes ou confinés. Comme l?ECL est devenue une technique analytique puissante dans de nombreux domaines allant de l?immunodosage à l?analyse de l?eau ou des aliments, notre but est de développer un système analytique complet au niveau d?un faisceau (diamètre global : 300 µm) de fibres optiques nanostructurées en 6000 nanopointes (lab-on-nanotips). Une des idées centrales de ce probjet est de concevoir et de développer un nouveau nanosystème analytique basée sur un nouveau concept "sensor array in a sensor array" : différentes "lab-on-molecules" (réseau n°1: en utilisant 2 voies de détection, ECL et PL) seront combinées avec un réseau de nanopointes (réseau n°2). Dans ce but, les nanopointes optiques (diamètre à la base : 3 µm ; rayon de courbure de l?apex : 30 nm) qui possèdent des propriétés de confinement de la lumière intrinsèques à leur géométrie doivent être modifiées individuellement par un procédé combinant électropolymérisation, photodéprotection et fonctionnalisation finale. L?ensemble de ces étapes conduira à fonctionnaliser individuellement chaque nanopointe avec un système ECL/PL (lab-on-molecules) connecté à la surface électroactive par un polymère conducteur. Le développement d?un tel réseau de nanocapteurs complexes nécessite, d?une part, la mise au point du système optique fibré (injection de la lumière dans chaque fibre optique individuelle, électropolymérisation contrôlée à la surface des nanopointes recouvertes d?ITO, photopatterning à l?échelle nanométrique) et, d?autre part, l?utilisation de nouvelles approches en chimie organique (design et synthèse de monomères électro- et photosensibles, nouvelles sondes ECL constituant elles-mêmes des systèmes lab-on-molecules). L?accroissement du nombre et de la complexité des capteurs ECL/PL fonctionnalisés permettra d?analyser de façon quantitative des échantillons complexes, en particulier après une phase d?entraînement du système basé sur les réseaux neuronaux. Dans ce but, un support financier nous est nécessaire pour développer ces nouveaux outils combinant la chimie organique et la chimie analytique afin de réaliser un réseau ECL/PL multiparamétrique. Ce projet binational nécessitera (1) le développement d?un nouveau polymère conducteur photosensible qui pourra être fonctionnalisé après une étape de photodéprotection, (2) la mise au point d?un ensemble ECL de lab-on molecules, (3) l?électropolymérisation contrôlée au niveau d?un ensemble de nanopointes recouvertes d?ITO, (4) la photodéprotection spatialement résolue à l?échelle nanométrique. La création d?un ensemble de lab-on-molecules localisés spatialement au niveau d?un faisceau de fibres optiques nanostructurées constitue un réseau multiéchelle et multiparamétrique unique à ce jour associant des technologies complémentaires.