Plasmonique et bioapplications : conception d'un biocapteur optique

Compétences requises

Propagation des ondes électromagnétiques.

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Wave propagation, optics.

Compétences visées

Introduire les plasmons de surface et les plasmons localisés. Présenter les techniques d’excitation des plasmons. Applications aux biopuces SPR et à l’étude des cinétiques anticorps/antigènes.  

Avoir compris les processus d’excitation des plasmons de surface et des plasmons localisés.

Savoir manipuler et concevoir des biopuces SPR compatibles avec les TIC pour la Santé.

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To introduce surface plasmons and localized plasmons. To present plasmon excitation techniques with application to SPR biochips and antibody/antigen kinetics.

To understand principles of surface plasmon and localized plasmon resonances.

To be able to use and design SPR biochips under specifications compatible with health IT.

Syllabus

COURS :
Historique. Optique des métaux. Modèle de Drude. Transition intrabande/interbande. Validité du modèle de Drude. Modèle de Brendel-Bormann. Interfaces métalliques. Ondes évanescentes. Plasmons de surface. Excitation/résonance des plasmons de surface. Expérience d’Otto. Expérience de Kretschmann-Raether. Autres techniques d’excitation.  Biopuces sans marquage. Biopuces SPR. Fonctionnalisation de surface. Modèle de Langmuir. Cinétique anticorps/antigènes. Sensogrammes. Performances. SPRi.

TD / TP :
TD sur COMSOL (2 x 1,75 heures) : simulation numérique de la SPR résolue en temps.
TP / Projet (16 heures) : Mesures de réflectivité - Conception et réalisation d’une puce SPR à cavité microfluidique, caractérisation et observation des cinétiques anticorps/antigènes par imagerie optique.

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COURSE OUTLINE:
Historical background. Optics of metals. Drude model. Intraband/interband transition. Validity of Drude model. Brendel-Bormann model. Metal interfaces. Evanescent waves. Surface plasmons. Excitation/Resonance. Otto experiment. Kretschmann-Raether experiment. Other excitation techniques. Labelless biochips. SPR biochips. Surface functionalization. Langmuir model. Antibody/antigen kinetics. Sensograms. Biochip performances. SPRi.

PRACTICAL WORK:
TD (2 x 1,75 hours): Numerical simulation and study of a time-resolved SPR with a FEM software (COMSOL).
TP / Project (16 hours): Measurements of SPR reflectivities - Design and fabrication of an SPR chip microfluidic cavity, characterization and observation of kinetic antibodies / antigens by optical imaging.

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