L'invention concerne un dispositif de détection biologique ou chimique à lecture électrique. Le dispositif objet de l'invention est adapté à la détection sélective d'espèces chimiques, biologiques ou biochimiques par mesure électrique directe, dans un produit en phase liquide, notamment aqueuse, ou en phase gazeuse.The invention relates to a biological or chemical detection device with electrical reading. The device which is the subject of the invention is suitable for the selective detection of chemical, biological or biochemical species by direct electrical measurement, in a product in the liquid phase, in particular an aqueous phase, or in the gas phase.
Le document US 7 214 528 décrit un dispositif pour la détection de protéines, ou d'anticorps, miniaturisé comprenant un micro-puit apte à recevoir un fluide à analyser. Au fond dudit micro-pu it se trouve un circuit imprimé métallique déposé sur un substrat d'oxyde de silicium. Lesdites électrodes sont constituées d'un métal de haute pureté tel que du chrome, de l'or ou de l'iridium, déposé en couche mince par pulvérisation cathodique ou « sputtering » laquelle couche est ensuite gravée afin d'obtenir la forme d'électrode visée et finalement décapée de sorte à en activer la surface. Lesdites électrodes sont revêtues d'une couche d'un bio-détecteur. Le bio-détecteur est constitué par exemple d'une bio-molécule sensible à l'espèce biologique à détecter. Une solution comprenant le bio-détecteur approprié est mise en contact avec les électrodes et incubée pendant un temps suffisant pour obtenir l'adhésion du bio-détecteur aux électrodes. Le circuit, constitué par les électrodes, est alimenté électriquement à une fréquence donnée. La capture d'une bio-molécule par le bio-détecteur, change la capacité électrique du circuit et modifie la fréquence de réponse de celui-ci. Un traitement du signal permet ainsi de détecter, par un signal électrique, la présence de la bio-molécule visée. Ce dispositif de l'art antérieur est de fabrication complexe et onéreuse et nécessite la mise en oeuvre de moyens particulièrement sensibles pour réaliser la détection. Afin de résoudre les inconvénients de l'art antérieur, l'invention concerne un dispositif à lecture électrique pour la détection d'une espèce biochimique dans un fluide 25 lequel dispositif comporte un bio-capteur, lequel bio-capteur comprend : a. un substrat isolant ; b. une couche d'un nanocoupleur chimique greffée à la surface dudit substrat ; c. une assemblée de nanoparticules fonctionnalisée, structurée et cohésive 30 avec la couche de nanocoupleur chimique, laquelle assemblée est apte à détecter l'espèce biochimique ; d. deux électrodes connectées électriquement avec ladite assemblée de 2 995 404 2 nanoparticules. Ainsi, l'utilisation d'une assemblée de nanoparticules fonctionnalisée avec le biodétecteur permet, d'une part, d'accroître la sensibilité du capteur, d'autre part offre un grand nombre de possibilités pour fonctionnaliser l'assemblée de nanoparticules afin 5 de l'adapter à la détection de tout type d'espèce chimique ou biochimique. Par ailleurs, le dispositif est réalisable par des techniques plus économiques que celles de l'art antérieur, par exemple, par dépôt capillaire/convectif ou par évaporation de goutte. La présence du nanocoupleur chimique permet la cohésion de l'assemblée de nanoparticules sur le substrat et la résistance de cette cohésion au contact du fluide à 10 analyser, notamment lorsque ledit fluide est un liquide aqueux. L'invention peut être mise en oeuvre selon les modes de réalisation avantageux exposés ci-après, lesquels peuvent être considérés individuellement ou selon toute combinaison techniquement opérante. Selon un premier mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, l'assemblée 15 de nanoparticules du bio-capteur est fonctionnalisée par greffage d'un bio détecteur à la surface des nanoparticules constituant ladite assemblée. Ainsi, l'interaction avec l'espèce dont la détection est visée agit directement sur les caractéristiques de conduction entre les nanoparticules de l'assemblée. Ce mode d'interaction permet de produire un capteur de grande sensibilité. 20 Selon un deuxième mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, l'assemblée de nanoparticules du bio-capteur est fonctionnalisée par une couche mince d'un polymère à empreinte moléculaire sur la surface de ladite l'assemblée. Selon un troisième mode de réalisation, l'assemblée de nanoparticules du biocapteur est fonctionnalisée par une couche mince isolante sur la surface de ladite 25 assemblée, une couche de bio-détecteur étant greffée sur la surface de ladite couche mince isolante. Selon ces deuxièmes et troisièmes modes de réalisation, les nanoparticules sont utilisées sans greffage de leur surface et mesurent les modifications mécaniques de la couche mince sous l'effet de la capture des espèces dont la détection est visée. 30 Selon une variante de réalisation du dispositif objet de l'invention, la structure de l'assemblée de nanoparticules du bio-capteur consiste en un amas continu s'étendant entre les deux électrodes. Ce mode de réalisation est le plus économique, il permet notamment l'utilisation du procédé par évaporation d'une goutte, rapide et simple de mise en oeuvre. Selon une autre variante de réalisation du dispositif objet de l'invention, la structure de l'assemblée de nanoparticules du bio-capteur consiste en une pluralité de microfils s'étendant entre les deux électrodes. Ce mode de réalisation permet d'une part d'augmenter la surface sensible soumise au contact du fluide, à quantité de nanoparticules déposées équivalente, d'autre part, ouvre la possibilité de détection d'une pluralité d'espèces sur un même capteur. Selon un exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention, le substrat du 10 bio-capteur est constitué de poly(téréphtalate) d'éthylène. Ainsi le bio-capteur du dispositif objet de l'invention est souple, et permet également la réalisation d'un dispositif transparent ou translucide.. Selon un autre exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention, le substrat du bio-capteur est constitué de dioxyde de silicium. Ce mode de réalisation permet 15 notamment de réaliser un dispositif transparent ou translucide et rigide. Avantageusement, lorsque le bio-capteur est réalisé sur un substrat souple, le dispositif objet de l'invention comprend : e. un conduit apte à transporter un fluide ; f. ledit dispositif comportant le bio-capteur sur la paroi interne dudit conduit. 20 Ainsi, le dispositif objet de l'invention peut être installé directement dans un conduit transportant le fluide objet de la détection et permet de réaliser des mesures de manière régulière. L'invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un dispositif selon le mode réalisation dont le bio-capteur comprend des nanoparticules dont la surface est 25 greffée avec un bio-détecteur, lequel procédé comprend les étapes consistant à: i. créer une suspension colloïdale de nanoparticules greffées en surface avec un bio-détecteur ; déposer la dite suspension colloïdale sur la surface du substrat greffée avec un nanocoupleur chimique du bio-capteur. 30 Selon ce mode de réalisation, la sensibilité du bio-capteur est liée à des phénomènes de conduction électrique dans le volume de la couche de nanoparticules. Ainsi, ce mode de réalisation est particulièrement intéressant, sans exclusivité, pour la réalisation d'un bio-capteur destiné à l'analyse d'un fluide sous forme liquide apte à produire un effet de percolation dans l'assemblée de nanoparticules au contact de celle-ci. Selon un mode de réalisation alternatif, le procédé de fabrication objet de 5 l'invention comprend les étapes consistant à: créer une suspension colloïdale de nanoparticules dans un ligand ; y. déposer ladite suspension sur la surface du substrat du bio-capteur, ladite surface ayant été greffée avec un nanocoupleur chimique ; z. greffer un bio-détecteur sur l'assemblée de nanoparticules ainsi déposée. 10 Ce mode de réalisation est particulièrement économique et à ce titre préférable, mais non exclusif, pour la réalisation d'un bio-capteur destiné à analyser un fluide en phase gazeuse. Un tel capteur est cependant plus sensible que ce qu'il est possible d'obtenir avec les technologies de l'art antérieur, notamment car l'utilisation de nanoparticules permet d'augmenter la surface d'échange avec le fluide. 15 Avantageusement, le dépôt des nanoparticules sur le substrat du bio-capteur est réalisé soit par dépôt capillaire/convectif soit par l'évaporation d'une goutte. Ces procédés de dépôts étant économiques. L'invention est exposée ci-après selon ses modes de réalisation préférés, nullement limitatifs, et en référence aux figures 1 à 3, dans lesquelles : 20 - la figure 1, montre selon une vue schématique en perspective un synopsis des différentes variantes du procédé objet de l'invention pour la réalisation d'un biocapteur utilisable dans le dispositif objet de l'invention ; - la figure 2, représente schématiquement, selon une vue en coupe AA définie figure 1, les étapes de dépôt d'une assemblée de nanoparticules par évaporation 25 d'une goutte ; - et la figure 3 montre un synopsis d'un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention dans lequel le bio-capteur est placé sur la surface interne d'un conduit. Figure 1, selon un exemple de réalisation du dispositif objet de l'invention, celui-ci 30 comprend une étape (110) de préparation du support du bio-capteur (100) utilisé pour détecter les espèce visées. Ledit bio-capteur comprend un substrat (101) isolant. À titre d'exemple non limitatif, ledit substrat est constitué, de dioxyde de silicium (Si02) ou de poly(téréphtalate) d'éthylène (PET). Selon un autre exemple de réalisation ledit substrat est constitué d'une couche (1010) de silicium (Si) sur laquelle une ou plusieurs couches (1011, 1012) isolantes sont créées par oxydation du silicium et gravure. Ainsi, lesdites couches permettent de délimiter un puit ou un canal d'écoulement. La surface (102) destinée à recevoir l'assemblée de nanoparticules est greffée en y déposant une couche d'un nanocoupleur chimique (105). Ce nanocoupleur (105) consiste en une molécule composée d'une chaîne de liaison (1050), par exemple une chaîne carbonée, et de deux fonctions chimiques distinctes (1051, 1052) aux extrémités de la chaîne de liaison. Une des deux fonctions chimique sert à greffer le coupleur (105) sur la surface (102) du substrat (101), l'autre à greffer ledit coupleur sur la surface des nanoparticules. À titre d'exemple non limitatif, le nanocoupleur chimique pour un substrat Si02 ou PET est un silane (SiH4), apte à interagir avec des groupements OH de la surface du substrat préalablement activée par un traitement UV-Ozone et comportant à l'autre extrémité (1052) du coupleur et selon la nature des nanoparticules, un groupe amine (NH2) apte à se greffer à la surface des nanoparticules, ou un groupement carboxylique (COOH) apte à se greffer sur un groupe amine (NH2) préalablement greffé à la surface des nanoparticules. L'opération de greffe dudit nanocoupleur (105) à la surface du substrat, est réalisée par exemple par immersion. Selon un mode de réalisation particulier, le coupleur est greffé à la surface du substrat, par un procédé de micro-impression tel que la lithographie douce, afin de déposer ledit nanocoupleur (105) selon un motif défini. Finalement, des électrodes (103) sont déposées à la surface du substrat et recouvrent partiellement l'assemblée de nanoparticules afin d'assurer le contact électrique. Selon un mode de réalisation alternatif (non représenté), les électrodes sont d'abord déposées à la surface du substrat puis les nanoparticules sont déposées, en 25 recouvrement partiel, sur lesdites électrodes. Parallèlement à la préparation du substrat, une étape optionnelle (115) visant à fonctionnaliser la surface des nanoparticules pour la détection de l'espèce bio-chimique est réalisée. À cette fin, les nanoparticules (150) en suspension aqueuse sont incubées avec un ligand, par exemple un aptamère (125) configuré pour avoir une affinité 30 particulière avec l'espèce bio-chimique dont la détection est visée. Ledit aptamère se fixe à la surface des nanoparticules (150) par un processus d'adsorption chimique, aussi dénommée chimisorption : l'aptamère ou le bio-détecteur comportent une fonction chimique à une de leurs extrémités capable de se greffer à la surface des nanoparticules. Par exemple une fonction Thiol (-SH) est apte à se greffer sur une surface d'or par chimisorption, au moyen de la formation d'une liaison thiolate (S-Au). Que la surface des nanoparticules ait été préalablement fonctionnalisée ou non 5 par un bio-détecteur, selon une deuxième étape (120), l'assemblée de nanoparticules (150) est déposée à la surface du substrat sur la couche de nanocoupleurs (105). Selon cet exemple de réalisation, le dépôt est réalisé selon des techniques, connues de l'art antérieur, du dépôt capillaire/convectif. Cette technique de dépôt est avantageusement utilisée pour déposer lesdites nanoparticules (150) sous la forme de microfils (111). 10 Lesdites nanoparticules (150) sont déposées sous la forme d'une suspensions colloïdale comprenant les nanoparticules et un ligand. Avantageusement, les nanoparticules (150) sont des nanoparticules d'or. Alternativement les nanoparticules (150) sont constituées d'oxyde d'indium-étain (In203-5n02) ou ITO Figure 2, selon un mode de dépôt alternatif l'assemblée de nanoparticules est 15 déposée par une technique dite d'évaporation de goutte. À cette fin, l'assemblée de nanoparticules est déposée en suspension colloïdale à la surface du substrat (101) sous la forme d'une goutte (250). Ainsi, selon une première étape (210) de ce procédé, une goutte (250) comprenant des nanoparticules (150) en suspension colloïdale est déposée à la surface du substrat (101), surface sur laquelle un nanocoupleur (105) 20 chimique a préalablement été greffé. Du fait de l'affinité chimique des nanoparticules (150) avec ce nanocoupleur (105) chimique, naturellement, selon une deuxième étape (220) de ce procédé, une monocouche (251) de nanoparticules se greffe sur la couche de nanocoupleurs chimiques à la surface du substrat. Au cours d'une étape d'évaporation (230), l'évaporation de la goutte par son centre engendre un mouvement 25 des bords de ladite goutte vers son centre, provoquant un dépôt de nanoparticules. Ce dépôt s'organise (252) sur la première monocouche (251) qui reste attachée au substrat par le nanocoupleur chimique. Un rinçage rapide à l'eau déionisée et sous ultrasons permet de supprimer les accumulations de nanoparticules sur les bords et le centre de la goutte et d'obtenir une assemblée homogène. Ainsi, cette technique permet de 30 réaliser des dépôts de structure comparable à ce qu'il est possible d'obtenir par dépôt capillaire/convectif tout en bénéficiant d'une productivité plus élevée. Ladite technique permet également de réduire la quantité de nanoparticules déposées en suspension pour un même résultat, toutes les nanoparticules (150) contenues dans la goutte (250) étant utilisées. Ainsi, le temps de dépôt est réduit à quelques minutes contre quelques heures selon le procédé de dépôt capillaire/convectif de l'art antérieur et la quantité de nanoparticules utilisée est réduite d'un facteur 10, à fonctionnalité équivalente, en comparaison des techniques de dépôt de l'art antérieur. Ce procédé est par ailleurs compatible avec les procédés de micro-impression existants. Le procédé de dépôt n'est pas limité à ces modes de réalisation et d'autres procédés, tels que la xérographie, permettent d'obtenir des résultats équivalents en termes de fonctionnalité du capteur.US 7,214,528 discloses a device for the detection of proteins, or antibody, miniaturized comprising a micro-well adapted to receive a fluid to be analyzed. At the bottom of said micro-pu it is a metal printed circuit deposited on a silicon oxide substrate. Said electrodes consist of a high purity metal such as chromium, gold or iridium, deposited in a thin layer by cathodic sputtering or "sputtering" which layer is then etched to obtain the shape of target electrode and finally stripped so as to activate the surface. The electrodes are coated with a layer of a bio-detector. The bio-detector consists for example of a bio-molecule sensitive to the biological species to be detected. A solution comprising the appropriate bio-detector is brought into contact with the electrodes and incubated for a time sufficient to obtain adhesion of the bio-detector to the electrodes. The circuit, constituted by the electrodes, is electrically powered at a given frequency. The capture of a bio-molecule by the bio-detector, changes the electrical capacity of the circuit and modifies the frequency of response thereof. A signal processing thus makes it possible to detect, by an electrical signal, the presence of the targeted bio-molecule. This device of the prior art is complex and expensive to manufacture and requires the implementation of particularly sensitive means to perform the detection. In order to overcome the drawbacks of the prior art, the invention relates to an electrical reading device for the detection of a biochemical species in a fluid which device comprises a bio-sensor, which bio-sensor comprises: a. an insulating substrate; b. a layer of a chemical nanocoupler grafted to the surface of said substrate; vs. a functionalized, structured and cohesive nanoparticle assembly with the chemical nanocoupler layer, which assembly is capable of detecting the biochemical species; d. two electrodes electrically connected to said assembly of 2 nanoparticles. Thus, the use of a nanoparticle assembly functionalized with the biosensor makes it possible, on the one hand, to increase the sensitivity of the sensor, on the other hand offers a large number of possibilities for functionalizing the assembly of nanoparticles in order to adapt it to the detection of any type of chemical or biochemical species. Furthermore, the device is achievable by more economical techniques than those of the prior art, for example, by capillary deposition / convective or by drop evaporation. The presence of the chemical nanocoupler allows the cohesion of the assembly of nanoparticles on the substrate and the resistance of this cohesion in contact with the fluid to be analyzed, especially when said fluid is an aqueous liquid. The invention can be implemented according to the advantageous embodiments described below, which can be considered individually or in any technically operative combination. According to a first embodiment of the device which is the subject of the invention, the nanoparticle assembly 15 of the bio-sensor is functionalized by grafting a bio-detector on the surface of the nanoparticles constituting said assembly. Thus, the interaction with the species whose detection is aimed acts directly on the conduction characteristics between the nanoparticles of the assembly. This interaction mode makes it possible to produce a sensor of great sensitivity. According to a second embodiment of the device that is the subject of the invention, the assembly of nanoparticles of the bio-sensor is functionalized by a thin layer of a molecularly imprinted polymer on the surface of said assembly. According to a third embodiment, the assembly of nanoparticles of the biosensor is functionalized by an insulating thin layer on the surface of said assembly, a bio-detector layer being grafted onto the surface of said insulating thin layer. According to these second and third embodiments, the nanoparticles are used without grafting their surface and measure the mechanical modifications of the thin layer under the effect of the capture of species whose detection is targeted. According to an alternative embodiment of the device that is the subject of the invention, the structure of the nanoparticle assembly of the bio-sensor consists of a continuous cluster extending between the two electrodes. This embodiment is the most economical, it allows in particular the use of the method by evaporation of a drop, fast and simple implementation. According to another variant embodiment of the device that is the subject of the invention, the structure of the nanoparticle assembly of the bio-sensor consists of a plurality of microwires extending between the two electrodes. This embodiment makes it possible, on the one hand, to increase the sensitive surface subjected to the contact with the fluid, on the other hand, to have an equivalent quantity of deposited nanoparticles, on the other hand, opens the possibility of detecting a plurality of species on the same sensor. According to an exemplary embodiment of the device which is the subject of the invention, the substrate of the bio-sensor consists of polyethylene terephthalate. Thus, the biosensor of the device which is the subject of the invention is flexible, and also allows the production of a transparent or translucent device. According to another embodiment of the device which is the subject of the invention, the substrate of the bio-sensor is consisting of silicon dioxide. This embodiment makes it possible in particular to produce a transparent or translucent and rigid device. Advantageously, when the bio-sensor is produced on a flexible substrate, the device which is the subject of the invention comprises: e. a conduit adapted to carry a fluid; f. said device comprising the bio-sensor on the inner wall of said conduit. Thus, the device that is the subject of the invention can be installed directly in a duct carrying the fluid that is the object of the detection and makes it possible to measure regularly. The invention also relates to a method for the manufacture of a device according to the embodiment wherein the bio-sensor comprises nanoparticles whose surface is grafted with a bio-detector, which method comprises the steps of: i. create a colloidal suspension of nanoparticles grafted on the surface with a bio-detector; depositing said colloidal suspension on the surface of the grafted substrate with a chemical nanocoupler of the bio-sensor. According to this embodiment, the sensitivity of the bio-sensor is related to electrical conduction phenomena in the volume of the nanoparticle layer. Thus, this embodiment is particularly interesting, without exclusivity, for the production of a bio-sensor intended for the analysis of a fluid in liquid form capable of producing a percolation effect in the assembly of nanoparticles in contact with it. According to an alternative embodiment, the method of manufacture of the invention comprises the steps of: creating a colloidal suspension of nanoparticles in a ligand; there. depositing said suspension on the surface of the biosensor substrate, said surface having been grafted with a chemical nanocoupler; z. graft a bio-detector on the assembly of nanoparticles thus deposited. This embodiment is particularly economical and preferable, but not exclusive, for the production of a bio-sensor for analyzing a fluid in the gas phase. Such a sensor is however more sensitive than it is possible to obtain with the technologies of the prior art, in particular because the use of nanoparticles makes it possible to increase the exchange surface with the fluid. Advantageously, the deposition of the nanoparticles on the biosensor substrate is carried out either by capillary / convective deposition or by the evaporation of a drop. These deposit methods are economical. The invention is explained below according to its preferred embodiments, in no way limiting, and with reference to FIGS. 1 to 3, in which: FIG. 1 shows in a schematic perspective view a synopsis of the various variants of the process object of the invention for producing a biosensor usable in the device of the invention; FIG. 2 schematically represents, in a sectional view AA defined in FIG. 1, the steps of deposition of an assembly of nanoparticles by evaporation of a drop; and FIG. 3 shows a synopsis of one embodiment of the device according to the invention in which the biosensor is placed on the inner surface of a conduit. Figure 1, according to an exemplary embodiment of the device according to the invention, it comprises a step (110) for preparing the biosensor support (100) used to detect the target species. The biosensor comprises an insulating substrate (101). By way of non-limiting example, said substrate is made of silicon dioxide (SiO 2) or poly (terephthalate) of ethylene (PET). According to another exemplary embodiment, said substrate consists of a layer (1010) of silicon (Si) on which one or more insulating layers (1011, 1012) are created by oxidation of silicon and etching. Thus, said layers make it possible to delimit a well or a flow channel. The surface (102) for receiving the nanoparticle assembly is grafted by depositing thereon a layer of a chemical nanocoupler (105). This nanocoupler (105) consists of a molecule composed of a link chain (1050), for example a carbon chain, and two distinct chemical functions (1051, 1052) at the ends of the link chain. One of the two chemical functions serves to graft the coupler (105) on the surface (102) of the substrate (101), the other to graft said coupler on the surface of the nanoparticles. By way of non-limiting example, the chemical nanocoupler for a SiO 2 or PET substrate is a silane (SiH 4), capable of interacting with OH groups of the surface of the substrate previously activated by a UV-Ozone treatment and comprising at the other end (1052) of the coupler and depending on the nature of the nanoparticles, an amine group (NH 2) capable of grafting on the surface of the nanoparticles, or a carboxylic group (COOH) capable of grafting onto an amine group (NH 2) previously grafted to the surface of the nanoparticles. The operation of grafting said nanocoupler (105) to the surface of the substrate is carried out for example by immersion. According to a particular embodiment, the coupler is grafted to the surface of the substrate, by a micro-printing process such as soft lithography, in order to deposit said nanocoupler (105) in a defined pattern. Finally, electrodes (103) are deposited on the surface of the substrate and partially cover the assembly of nanoparticles to provide electrical contact. According to an alternative embodiment (not shown), the electrodes are first deposited on the surface of the substrate and then the nanoparticles are deposited, in partial overlap, on said electrodes. In parallel with the preparation of the substrate, an optional step (115) for functionalizing the surface of the nanoparticles for the detection of the biochemical species is carried out. For this purpose, the nanoparticles (150) in aqueous suspension are incubated with a ligand, for example an aptamer (125) configured to have a particular affinity with the biochemical species whose detection is intended. Said aptamer is attached to the surface of the nanoparticles (150) by a chemical adsorption process, also called chemisorption: aptamer or bio-detector have a chemical function at one of their ends capable of grafting on the surface of nanoparticles . For example a Thiol (-SH) function is capable of grafting onto a gold surface by chemisorption, by means of the formation of a thiolate bond (S-Au). Whether or not the surface of the nanoparticles has previously been functionalized by a bio-detector, according to a second step (120), the assembly of nanoparticles (150) is deposited on the surface of the substrate on the nanocoupler layer (105). According to this embodiment, the deposition is carried out according to techniques, known from the prior art, the capillary / convective deposition. This deposition technique is advantageously used for depositing said nanoparticles (150) in the form of microfilts (111). Said nanoparticles (150) are deposited in the form of a colloidal suspensions comprising the nanoparticles and a ligand. Advantageously, the nanoparticles (150) are gold nanoparticles. Alternatively, the nanoparticles (150) consist of indium-tin oxide (In203-5nO2) or ITO FIG. 2, according to an alternative deposition mode. The assembly of nanoparticles is deposited by a so-called drop evaporation technique. For this purpose, the assembly of nanoparticles is deposited in a colloidal suspension on the surface of the substrate (101) in the form of a drop (250). Thus, according to a first step (210) of this process, a drop (250) comprising nanoparticles (150) in colloidal suspension is deposited on the surface of the substrate (101), on which surface a nanocoupler (105) has chemical prior been grafted. Because of the chemical affinity of the nanoparticles (150) with this chemical nanocoupler (105), naturally, according to a second step (220) of this process, a monolayer (251) of nanoparticles is grafted onto the layer of chemical nanocouplers at the same time. surface of the substrate. During an evaporation step (230), the evaporation of the droplet by its center causes the edges of said droplet to move towards its center, causing a deposition of nanoparticles. This deposit is organized (252) on the first monolayer (251) which remains attached to the substrate by the chemical nanocoupler. Rapid rinsing with deionized water and ultrasound removes accumulations of nanoparticles on the edges and center of the drop and provides a homogeneous assembly. Thus, this technique makes it possible to produce deposits of a structure comparable to that which can be obtained by capillary / convective deposition while benefiting from higher productivity. Said technique also makes it possible to reduce the quantity of nanoparticles deposited in suspension for the same result, all the nanoparticles (150) contained in the droplet (250) being used. Thus, the deposition time is reduced to a few minutes compared to a few hours according to the prior art capillary / convective deposition method and the quantity of nanoparticles used is reduced by a factor of 10, with equivalent functionality, in comparison with the deposition techniques. deposit of the prior art. This method is also compatible with existing micro-printing processes. The deposition process is not limited to these embodiments and other methods, such as xerography, provide equivalent results in terms of sensor functionality.
En revenant à la figure 1, lorsque la surface des nanoparticules (150) qui ont été déposées sur le substrat n'a pas été préalablement fonctionnalisée par un biodétecteur, l'étape (120) de dépôt de l'assemblée de nanoparticules (150) est suivie soit d'une étape (130) de greffe d'un bio-détecteur (125) à la surface des nanoparticules (150) de l'assemblée déposée, soit d'une étape (140) consistant à déposer une couche isolante (135) à la surface de ladite assemblée. Ledit bio-détecteur (125) consiste en un aptamère, un anticorps ou un brin d'ADN sensible à la l'espèce dont la détection est visée. La couche isolante (135) est, selon le mode de réalisation, constituée d'un polymère à empreinte moléculaire ou d'un isolant, par exemple du dioxyde de silicium (Si02) sur lequel est ensuite greffé une couche d'un bio-détecteur tel qu'un anticorps spécifique pour la détection de l'espèce bio-chimique visée. Un polymère à empreinte moléculaire est un matériau synthétique renfermant des cavités spécifiques à l'image d'une molécule empreinte et de ses analogues structuraux. Placé en présence d'une telle molécule, celle-ci envahit lesdites cavités, modifiant ainsi 25 les caractéristiques mécaniques dudit polymère. De manière similaire, l'encombrement stérique consécutif à la capture d'une espèce visée par des anticorps greffés à la surface d'une couche isolante (135) modifie les caractéristiques mécaniques de cette couche, voir sa forme. Dans ces deux exemples de réalisation utilisant une couche mince isolante 30 déposée sur la surface de l'assemblée de nanoparticules (150) du bio-capteur (100), ladite assemblée agit comme une jauge de contrainte pour réaliser la détection de l'espèce visée. En effet, la conduction électrique entre les nanoparticules (150) de l'assemblée est particulièrement sensible à la distance entre lesdites nanoparticules. Ainsi, l'assemblée de nanoparticules constitue une jauge de déformation particulièrement sensible, apte à détecter toute variation de forme ou de tension de la couche (135) isolante déposée sur ladite assemblée, que ladite couche soit un polymère à empreinte moléculaire ou une couche isolante avec une surface greffée avec un anticorps spécifique. Le bio-capteur (100) est ainsi apte à délivrer un signal électrique proportionnel à la quantité de molécules capturées. À cette fin, le dispositif objet de l'invention comporte un ensemble d'acquisition de traitement du signal (non représenté), connecté aux électrodes (103) du bio-capteur (100).Returning to FIG. 1, when the surface of the nanoparticles (150) which have been deposited on the substrate has not been previously functionalized by a biosensor, the step (120) of deposition of the assembly of nanoparticles (150) is followed by either a step (130) of grafting a bio-detector (125) on the surface of the nanoparticles (150) of the deposited assembly, or a step (140) of depositing an insulating layer ( 135) on the surface of said assembly. The bio-detector (125) is an aptamer, antibody, or species-sensitive DNA strand that is targeted for detection. The insulating layer (135) is, according to the embodiment, constituted by a molecularly imprinted polymer or an insulator, for example silicon dioxide (SiO 2) on which a layer of a bio-detector is subsequently grafted. such as a specific antibody for the detection of the targeted biochemical species. A molecular imprinted polymer is a synthetic material containing cavities specific to the image of a imprinted molecule and its structural analogues. Placed in the presence of such a molecule, it invades said cavities, thus modifying the mechanical characteristics of said polymer. Similarly, the steric hindrance resulting from the capture of a target species by grafted antibodies on the surface of an insulating layer (135) modifies the mechanical characteristics of this layer, see its shape. In these two embodiments using an insulating thin layer 30 deposited on the surface of the assembly of nanoparticles (150) of the bio-sensor (100), said assembly acts as a strain gauge to achieve the detection of the target species. . Indeed, the electrical conduction between the nanoparticles (150) of the assembly is particularly sensitive to the distance between said nanoparticles. Thus, the assembly of nanoparticles constitutes a particularly sensitive strain gauge, able to detect any variation in shape or tension of the insulating layer (135) deposited on said assembly, whether said layer is a molecularly imprinted polymer or an insulating layer. with a grafted surface with a specific antibody. The bio-sensor (100) is thus able to deliver an electrical signal proportional to the quantity of molecules captured. To this end, the device according to the invention comprises a signal processing acquisition assembly (not shown), connected to the electrodes (103) of the bio-sensor (100).
Selon un mode de réalisation alternatif du bio-capteur, destiné au dispositif objet de l'invention, la détection est obtenue par la modification intrinsèque des conditions de conduction électrique entre les nanoparticules de l'assemblée sous l'effet de l'espèce dont la détection est visée. Pour ce mode de réalisation, la surface des nanoparticules est fonctionnalisée, soit par incubation (115) desdites nanoparticules avec le bio- détecteur (125) approprié avant le dépôt (120), soit par le dépôt (130) dudit biodétecteur (125) à la surface de l'assemblée de nanoparticules, une fois ladite assemblée déposée sur la surface (102) du bio-capteur. Dans ces conditions, la conduction électrique entre les nanoparticules de l'assemblée fait intervenir ledit biodétecteur (125) et la capture de l'espèce biochimique visée par ledit bio-détecteur (125) modifie les conditions de conduction électrique entre les nanoparticules, laquelle modification est aisément détectée par le dispositif d'acquisition et de traitement du signal. En comparaison du dispositif de l'art antérieur décrit dans le document US 7 214 528, le bio-capteur (100) du dispositif objet de l'invention, présente, selon ces modes de réalisation, une surface d'interaction avec le fluide étudié beaucoup plus importante. La percolation dudit fluide dans l'assemblée de nanoparticules, lorsque lesdites nanoparticules ont été fonctionnalisées préalablement à leur dépôt, conduit à un effet dans le volume de l'assemblée. Cette surface d'échange importante permet également d'utiliser le dispositif objet de l'invention pour la détection d'espèces chimiques ou biologiques dans un fluide en phase gazeuse.According to an alternative embodiment of the bio-sensor, intended for the device which is the subject of the invention, the detection is obtained by the intrinsic modification of the conditions of electrical conduction between the nanoparticles of the assembly under the effect of the species of which the detection is targeted. For this embodiment, the surface of the nanoparticles is functionalized, either by incubation (115) of said nanoparticles with the appropriate bio-detector (125) before the deposition (120), or by deposition (130) of said biosensor (125) to the surface of the assembly of nanoparticles, once said assembly deposited on the surface (102) of the bio-sensor. Under these conditions, the electrical conduction between the nanoparticles of the assembly involves said biosensor (125) and the capture of the biochemical species targeted by said bio-detector (125) modifies the conditions of electrical conduction between the nanoparticles, which modification is easily detected by the signal acquisition and processing device. In comparison with the device of the prior art described in document US Pat. No. 7,214,528, the biosensor (100) of the device according to the invention has, according to these embodiments, an interaction surface with the studied fluid. much more important. The percolation of said fluid into the assembly of nanoparticles, when said nanoparticles have been functionalized prior to their deposition, leads to an effect in the volume of the assembly. This large exchange surface also makes it possible to use the device that is the subject of the invention for the detection of chemical or biological species in a fluid in the gas phase.
Lorsque l'assemblée de nanoparticules est déposée sous la forme de :microfils (111), chaque microfil peut être fonctionnalisé afin de détecter une espèce chimique ou biologique différente.When the assembly of nanoparticles is deposited in the form of: microfilts (111), each microfil may be functionalized to detect a different chemical or biological species.
Figure 3, selon un mode de réalisation du dispositif objet de l'invention, le biocapteur (100) est réalisé (310) sur un substrat (301) souple et préférentiellement mince, par exemple, un substrat constitué de PET, selon l'un quelconque des modes de réalisation du procédé objet de l'invention. Ainsi, ledit bio-capteur (100) peut être 5 déformé (320) et placé (330) à l'intérieur d'un conduit (300). Une pluralité de biocapteurs peut être placée dans ledit conduit (300), espacés angulairement sur la périphérie ou axialement selon la longueur du dit conduit. Les effets de la déformation du bio-capteur sont corrigés par le dispositif de traitement et d'acquisition du signal électrique. Un tel conduit (300) équipé est ensuite installé dans une installation 10 d'adduction du fluide dont l'analyse et visée. L'utilisation de nanoparticules et des techniques de dépôt associées, permet de miniaturiser le bio-capteur (100) de sorte à l'introduire dans un conduit (300) de petit diamètre, par exemple dans l'aiguille d'une seringue de prélèvement. La description ci-avant et les exemple de réalisation montrent que l'invention 15 atteint les objectifs visés, en particulier elle permet la réalisation économique d'un dispositif de détection miniaturisé d'une espèce chimique, biologique ou biochimique dans un fluide en phase liquide ou gazeuse, lequel dispositif est apte à délivrer un signal électrique facilement exploitable par une simple mesure de conductivité électrique entre les électrodes du bio-capteur du dispositif objet de l'invention. 203, according to one embodiment of the device according to the invention, the biosensor (100) is made (310) on a flexible substrate (301) and preferably thin, for example, a substrate consisting of PET, according to one any of the embodiments of the method which is the subject of the invention. Thus, said bio-sensor (100) can be deformed (320) and placed (330) within a conduit (300). A plurality of biosensors may be placed in said duct (300), angularly spaced on the periphery or axially along the length of said duct. The effects of the deformation of the biosensor are corrected by the device for processing and acquiring the electrical signal. Such conduit (300) equipped is then installed in a fluid supply installation 10 whose analysis and aiming. The use of nanoparticles and associated deposition techniques makes it possible to miniaturize the bio-sensor (100) so as to introduce it into a duct (300) of small diameter, for example in the needle of a sampling syringe. . The above description and the exemplary embodiments show that the invention achieves the desired objectives, in particular it allows the economic realization of a device for the miniaturized detection of a chemical, biological or biochemical species in a fluid in the liquid phase. or gaseous, which device is capable of delivering an easily exploitable electrical signal by a simple measurement of electrical conductivity between the electrodes of the biosensor of the device object of the invention. 20