Résonance plasmon de surface

Résonance plasmon de surface

La résonance des plasmons de surface (ou surface plasmon resonance en anglais) est un phénomène physique principalement connu pour son utilisation comme méthode de mesure de la liaison d'un « ligand » sur un « récepteur » adsorbé à la surface d'une couche métallique. Un système de détection SPR mesure la variation de l'indice de réfraction au voisinage de l'interface quand le ligand se fixe aux récepteurs.

Sommaire

Historique

En 1902, Wood, en observant le spectre dune source continue de lumière blanche en utilisant un réseau de diffraction en réflexion, remarque de fines bandes sombres dans le spectre diffracté. Des analyses théoriques entreprises par Fano en 1941, ont abouti à la conclusion que ces anomalies étaient associées aux ondes de surface (plasmons de surface) supportées par le réseau. Cest en 1968 quOtto montre que ces ondes de surface peuvent être excitées en utilisant la réflexion totale atténuée. Dans la même année, Kretschmann et Raether obtiennent les mêmes résultats à partir dune configuration différente de la méthode de réflexion totale atténuée. Suite à ces travaux, lintérêt pour les plasmons de surfaces a considérablement augmenté, en particulier pour caractériser les films minces et pour létude de processus se déroulant sur des interfaces métalliques. Marquant un tournant dans les applications des plasmons de surface, Nylander et Liedberg, ont exploité pour la première fois, en 1983, la configuration de Kretschmann pour la détection des gaz et de biomolécules.

Théorie

Le plasmon de surface est une onde à décroissance exponentielle des deux côtés de linterface séparant un métal (or, argent...) dun milieu diélectrique sans pertes (milieu biologique par exemple), parallèlement à laquelle elle se propage. Le champ électromagnétique dans le milieu biologique présentant un caractère donde évanescente, cest-à-dire lamplitude décroissant exponentiellement avec la distance à linterface, la fixation de molécules sur linterface va modifier linformation contenue dans londe tant au niveau de sa phase que de son amplitude. Londe plasmon joue le rôle de sonde dans le milieu se situe la réaction biomoléculaire. Linformation pourra alors être recueillie soit sur la phase soit sur lamplitude du faisceau réfléchi. Généralement, londe incidente, polarisée TM, traverse dabord un prisme de verre dindice de réfraction élevé (mais on pourrait aussi utiliser un réseau de diffraction) et se réfléchit sur linterface recouverte de métal sous un angle dincidence supérieur à langle critique défini par rapport au milieu biologique. Ce prisme constitue le dispositif de couplage de londe incidente avec londe de surface (plasmon de surface)


Applications

On peut notamment utiliser la résonance plasmon de surface dans des détecteurs biologiques immunitaires. Une surface du métal (Ag ou Au) est fonctionnalisée avec des anticorps et la liaison d'antigènes sur ces derniers pourra être détectée avec ce procédé. Les avantages de ce système en tant que capteur biologique sont les suivants:

  1. Pas besoin d'utiliser de marqueurs fluorescents ou radioactifs. Le temps de préparation de la détection est donc réduit.
  2. L'analyse elle-même est aussi très rapide et peut donc être réalisée en temps réel.
  3. La flexibilité du système est grande car il peut s'adapter à la détection de n'importe quelle analyte.

Liens externes

Depuis le début des années 1990, de nombreuses entreprises se sont créées autour du développement de biocapteurs optiques par SPR.

On peut en trouver une liste non exhaustive ici [1].



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