Un capteur biologique à base de fibre optique sans éléments réflecteurs photo-inscrits

Nouveau capteur biologique basé sur une fibre optique contenant des nanoparticules dans son cœur, une alternative aux fibres optiques contenant des réseaux de Bragg habituellement utilisées.

Au cours de la dernière décennie, les biocapteurs à base de fibres optiques ont suscité un intérêt croissant en raison de leurs caractéristiques attrayantes telles que la taille compacte, la flexibilité, le faible coût et la biocompatibilité. Le principe de la détection repose sur l'immobilisation des substances à détecter en surface de la fibre. Suite à cette immobilisation, l'indice de réfraction est modifié ce qui conduit à un changement des propriétés de la lumière se propageant dans le cœur de la fibre optique.

Les fibres développées jusqu'à maintenant reposent sur l'inscription d'un réseau de Bragg (FBG, Fiber Bragg Grating). Ce réflecteur réfléchit la lumière à une longueur d'onde dépendant de l'indice de réfraction. Les biocapteurs à base de réseaux de Bragg se sont révélés appropriés pour la biodétection et ont montré une sensibilité élevée. Cependant, la fabrication de réseaux de Bragg à l'intérieur du cœur de la fibre dans une région spécifique est complexe et n'est pas évolutive car elle nécessite un micro-positionnement précis et contrôlé. Par conséquent, la possibilité de production en série est limitée en raison de la complexité de la fabrication. De plus, pour certaines configurations de fibres (mesure en transmission et non en réflexion), il est nécessaire de déposer des miroirs en or à la pointe de la fibre ainsi que des contrôleurs de polarisation externes.

INPHYNI a collaboré avec l'Université du Kazakhstan pour développer une solution alternative, dite fibre sans réflecteur car elle ne contient pas de réseaux de Bragg. La détection de la lumière est basée sur la rétro-diffusion (Optical Backscatter Reflectometry) induite par la présence de nanoparticules dans le coeur de la fibre. Contrairement aux fibres à réseaux de Bragg, les fibres « nanos » peuvent être fabriquées beaucoup plus simplement, en utilisant le procédé standard de fabrication des fibres pour les télécommunications. Elles sont donc parfaitement adaptées à une production de masse.

 

Référence :

Reflector-less nanoparticles doped optical fiber biosensor for the detection of proteins: Case thrombin

Marzhan Sypabekova, Arman Aitkulov, Wilfried Blanc, Daniele Tosi

Biosensors and Bioelectronics, octobre 2020

DOI : 10.1016/j.bios.2020.112365


Contact :

Wilfried Blanc, wilfried.blanc@inphyni.cnrs.fr

Partager cet article :