Configuration UME d’or

Il a donc été nécessaire, dans un premier temps, de fabriquer de nouvelles UME d’or. Une fois ces électrodes fabriquées, elles ont pu être caractérisées, modifiées directement par les sondes ADN marquées en formant des monocouches auto-assemblées (Figure III-23) et testées en tant que biocapteurs. Les principaux verrous pour parvenir à réaliser un biocapteur par cette méthode sont la robustesse de la monocouche auto-assemblée au sein de laquelle des sondes peuvent se désorber de leur substrat d’or, la densité de la monocouche qui peut faire varier drastiquement les performances du capteur, ou encore l’optimisation de l’électrolyte de mesure et notamment de la concentration en intercalant rédox qui joue un rôle primordial dans la détection. s’approcher le plus possible de la procédure décrite dans les précédents travaux de l’équipe datant de 2013 pour des UMEs d’or[136] tout en conservant les aspects satisfaisants de l’étude sur UMEs de carbone (monocouche de sondes ADN robuste et reproductible). Les méthodes de mesure et d’hybridation sonde/cible ainsi que les sels supports sont conservés. En revanche, la méthode de greffage change pour s’adapter au matériau. L’électrolyte utilisé  dans un premier temps est constitué de 5 mM de ferrocyanure, 5 mM de ferricyanure, 10-6 M de bleu de méthylène dans 0,5 M de NaCl.

Caractérisation des électrodes

De même que pour les UMEs de carbone, les UMEs d’or sont caractérisées par voltampérométrie cyclique. La caractérisation est effectuée préalablement au greffage pour vérifier le comportement de l’électrode. L’exemple d’une électrode de 25 µm est donné sur la Figure III-24.   Toujours par la loi de Faraday, le rayon effectif de l’électrode est calculé et une valeur de 26,6 µm est obtenue. L’électrode est donc prête à être utilisée pour la fabrication de biocapteurs. fonctions thiols. Dans un premier temps, la formation de la monocouche se fait par adsorption de la sonde ADN marquée en deux heures (cf. page 81). La vérification de la formation de la monocouche est réalisée par voltampérométrie cyclique en observant le blocage du courant faradique d’oxydo-réduction du ferri/ferrocyanure à la surface de l’électrode (Figure III-25).  La voltampérométrie cyclique effectuée montre une forte diminution du courant sur l’électrode modifiée (rouge) par rapport à l’électrode non greffée (vert). En effet, le courant est passé de 16 nA à 4,7 nA à 0,1 V. Cette baisse de l’intensité du courant représente un blocage du courant de 71% dû à la formation de la monocouche. En réduction, à -0,1 V, le courant a diminué de 69 % passant de -15,6 nA à -5 nA. Le blocage du courant semble donc assez important mais il reste malgré tout un courant de fuite. La monocouche formée reste cependant satisfaisante et semble être assez homogène. De plus, la formation de la SAM semble être assez reproductible comme le montre la Figure III-26.

En effet, pour le deuxième essai, on observe même un blocage légèrement meilleur que pour le premier essai à 76 % en oxydation à 0,1 V pour 71 % au premier essai. En réduction, à -0,1 V, le courant est également bloqué à 76 % pour le deuxième test contre 69 % au premier. Pour le troisième essai, le courant mesuré est de 5,33 nA, soit un blocage du courant de 67 %, en oxydation. En réduction, l’intensité mesurée vaut -5,42 nA, soit un blocage de 67 %, en réduction. La faible variation constatée, de l’ordre de 5 %, permet de reproduire facilement la monocouche de sondes ADN pour reproduire deux biocapteurs. Une observation importante a cependant pu être faite au cours de l’étude des monocouches formées. Il s’agit de la variabilité des couches et du blocage au cours du temps et surtout au cours des différents cycles de polissage et de modification de l’électrode. Ce vieillissement ne pose pas un problème majeur dans la mesure où c’est la différence de courant entre avant et après l’hybridation qui permet de quantifier l’hybridation. Cependant, lorsque le blocage devient trop faible, il n’est plus possible de mesurer l’augmentation du courant. C’est l’évolution du blocage du courant au cours des cycles qui est présenté sur la Figure III-27.