Les nanotechnologies trouvent la bonne odeur
En couplant des biomolécules à des capteurs électroniques non biologiques, les systèmes moléculaires bioélectroniques pourraient un jour favoriser l'émergence d'une grande variété d'applications, dont les biocapteurs. Afin d'obtenir des performances semblables à celles des biocapteurs olfactifs naturels, un réseau matriciel nanobiocapteur a été élaboré dans le cadre du projet européen SPOT-NOSED en exploitant les propriétés électriques de récepteurs olfactifs individuels. Quand une molécule odoriférante se lie à des récepteurs olfactifs, le changement conformationnel induit et les propriétés d'impédance de la protéine peuvent être enregistrés par des nanoélectrodes. Pour développer un nez bioélectronique capable d'identifier une vaste palette d'odeurs, les composants biologiques sensitifs ont été immobilisés et intégrés à des transducteurs, permettant ainsi de convertir les signaux biologiques en signaux électriques mesurables quantitativement. Plus précisément, le réseau matriciel nanobiocapteur intègre un ensemble de nanotransducteurs élémentaires; chacun d'entre eux est composé de nanoélectrodes de métal noble renfermant un récepteur olfactif isolé. Le platine (Pt), l'or (Au) et l'argent (Ag) ont été désignés comme substrats de métaux nobles les plus appropriés, car ils sont relativement faciles à fonctionnaliser. Les composants de nanoélectrodes ont été fabriqués au Centro Nacional de Microelectrónica (CNM) à Barcelone, en utilisant des procédés microélectroniques standards comme la nanolithographie et la lithographie par faisceau d'électrons. Les deux composants, les nanoélectrodes et les matrices de nanoélectrodes, ont été fabriqués avec un diamètre s'échelonnant de 1 micromètre (10-6m) à moins de 500 nanomètres (10-9m). La cellule électrochimique utilisée pour les mesures localisées d'impédance était une cellule à trois électrodes d'un volume de 5ml et dont la contre-électrode était constituée d'une plaque de platine. La polarisation de l'électrode de travail en argent a été fixée par rapport à une électrode de référence saturée au calomel (ECS). Des tests en laboratoire intensifs ont montré que ce nouveau nanobiocapteur olfactif serait sensible à la présence de seulement quelques molécules odoriférantes, et ce avec une très grande précision, dépassant même les attentes initiales des chercheurs. Les partenaires du projet SPOT-NOSED envisagent de poursuivre leurs recherches et de développer une instrumentation électronique robuste pouvant être adaptée à un microscope à force atomique et ainsi effectuer des mesures à l'échelle nanométrique.
