INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le dépôt de sondes biologiques de détection peut être effectué par couplage chimique sur la surface de fonctionnalisation 25.
Selon une possibilité, différentes parties 25 1 , 25 2 de la surface de fonctionnalisation 25 sont fonctionnalisées avec différentes sondes biologiques de détection 26 1 , 26 2 . Chaque partie de la surface de fonctionnalisation 25 est ainsi fonctionnalisée de façon à capturer sélectivement une biomolécule d’intérêt différente d’une autre partie de la surface de fonctionnalisation. De préférence, une même partie de la surface est fonctionnalisée avec une même sonde biologique de détection destinée à capturer une même biomolécule d’intérêt. Par exemple, lorsque les sondes biologiques de détection sont formées de fragments monobrins d’ADN, une même partie de la surface de fonctionnalisation est fonctionnalisée avec le même fragment d’ADN. Deux parties différentes sont fonctionnalisées avec des fragments d’ADN différents. Préalablement à la fonctionnalisation, les fragments d’ADN formant les sondes biologiques de détection sont préparés en utilisant des méthodes de l’art antérieur, par exemple une préparation d’une librairie de fragments d’ADN courts (<150 pb - pb = paires de bases) à partir d’un brin long extrait de cellules biologiques. Ainsi, le dispositif peut adresser simultanément ou séquentiellement différentes espèces biologiques d’intérêt.
Lorsque différentes parties de la surface de fonctionnalisation sont fonctionnalisées avec différentes sondes de détection, le dispositif permet d’effectuer une analyse dit multiplexée : l’analyse peut adresser simultanément ou successivement différentes biomolécules d’intérêt, par exemple différentes séquences de nucléotides.
Comme précédemment indiqué, chaque sonde biologique de détection 26 est configurée pour capturer une biomolécule d’intérêt 3. Par capture, on entend l’établissement d’une liaison entre la sonde de détection et la biomolécule d’intérêt, entraînant un couplage de la biomolécule d’intérêt sur la sonde de détection. La liaison entre la sonde de détection et la biomolécule d’intérêt peut être une liaison chimique (liaison dative, liaison hydrogène, pont disulfure), ou une liaison de type antigène-anticorps, ou une liaison physique (interactions électrostatiques, hydrophobes ou de Van der Walls) ou une hybridation lorsque la sonde de détection est une séquence de nucléotides et que la biomolécule d’intérêt est une séquence de nucléotides complémentaire.
Le dispositif 1 est basé sur une détection optique d’une capture d’une biomolécule d’intérêt par une sonde biologique de détection 26, induisant une réponse électrique du dispositif. Le dispositif comporte un circuit de détection 40, dont une première borne 41 est raccordée à une première électrode 11 c , sur le substrat 10, et une deuxième borne 42 est raccordée à une deuxième électrode 21 c , sur la structure multicouches 20. Le circuit de détection 40 permet de mesurer la différence de potentiel, ou un courant électrique, entre la première électrode 11 c et la deuxième électrode 21 c .
Sur la , on a représenté une vue en coupe du dispositif. Un échantillon 2 liquide est disposé dans une chambre fluidique 4, au contact de la couche d’interface 23. L’échantillon est isolé des nanofils 30 par la couche d’interface 23. Ainsi, les nanofils ne sont pas en contact avec les biomolécules d’intérêt.
Lorsque le dispositif est en fonctionnement, une source de lumière 5 illumine la surface de fonctionnalisation 25, dans une bande spectrale d’excitation centrée sur une longueur d’onde d’excitation de fluorescence. Dans l’exemple représenté sur la , la source de lumière génère une lumière d’excitation 7, qui se propage à travers l’échantillon 2 jusqu’à la surface de fonctionnalisation 25. La biomolécule d’intérêt 3 a préalablement fait l’objet d’un marquage par un marqueur fluorescent 6. Sous l’effet de l’illumination à la longueur d’onde d’excitation 7, le marqueur fluorescent 6 génère une lumière de fluorescence 8 dans une longueur d’onde de fluorescence, plus élevée que la longueur d’onde d’excitation. Le marqueur fluorescent 6 peut être un fluorophore ou une boite quantique.
D’une façon générale, la capture de la biomolécule d’intérêt entraîne une variation d’une émission d’une lumière de fluorescence 8, cette variation de fluorescence entraînant une variation de la réponse électrique du dispositif.
L’espace situé entre la structure d’isolation thermique 21 du couvercle 19 et la cornière de raccordement secondaire 36 est rempli de garniture isolante 53 prise en sandwich par des plaques de contreplaqué 54 dans la direction longitudinale. Les plaques de contreplaqué 54 forment ainsi un support pour les cornières de raccordement secondaire 36 et, pour des cornières de raccordement primaire 49 qui vont être décrites par la suite, ainsi que pour les plaques de support 27 supportant notamment la paroi d’étanchéité 20 du couvercle 19 et la bande de liaison métallique 24. La garniture isolante 53 est positionnée dans le prolongement de la barrière thermiquement isolante secondaire 10, mais également dans le prolongement de la barrière thermiquement isolante primaire 12. Ainsi une continuité d’isolation est réalisée entre la structure d’isolation thermique 21 du couvercle 19 et les barrières thermiquement isolantes 10, 12.
Comme visible sur la , de manière analogue à la barrière thermiquement isolante secondaire 10, la barrière thermiquement isolante primaire 12 comporte des blocs isolants primaires d’extrémité 39. La surface inférieure des blocs isolants primaires d’extrémité 39 reposent sur les poutres d’arrêt 41, les blocs isolants primaires d’extrémité 39 sont adjacents les uns aux autres dans la direction transversale T.
La membrane d’étanchéité primaire 13 comprend également une cornière de raccordement primaire métallique 49 s’étendant dans la direction transversale T. La cornière de raccordement primaire 49 comporte une première aile primaire 50 et une deuxième aile primaire 51 reliée à la première aile primaire 50 et formant un angle avec celle-ci. La première aile primaire 50 est fixée à une surface supérieure des blocs isolants primaires d’extrémité 39, par exemple par vissage ou rivetage. La deuxième aile primaire 51 est soudée de manière continue à la deuxième aile secondaire 38 de la cornière de raccordement secondaire 36 et est située entre le couvercle 19 et les blocs isolants primaires d’extrémité 39.
La membrane d’étanchéité primaire 13 comporte une rangée de virures 15 dans la direction transversale T interrompues par le bord d’extrémité longitudinale avant 25 de l’ouverture 7. Comme illustré en , les portions d’extrémité de ces virures 15 interrompues par l’ouverture 7 sont soudées de manière continue à la première aile primaire 50 dans la direction transversale T.
De manière alternative, la première aile primaire 50 peut être soudée à une plaque de fixation primaire, non représentée, rigidement fixée à la surface supérieure des blocs isolants primaires d’extrémité 39. Les portions d’extrémité des virures 15 interrompues par l’ouverture 7 sont alors soudées de manière continue à la plaque de fixation primaire dans la direction transversale T.
Dans le premier mode de réalisation illustré en figures 3 à 6, les plaques de support 27 formées à l’aplomb du bord d’extrémité longitudinale avant 25 comporte une rainure 43 s’étendant dans la direction transversale T de sorte que cette rainure 43 soit située dans la direction longitudinale L entre la paroi d’étanchéité 20 du couvercle 19 et la cornière de raccordement primaire 49. La bande de liaison métallique 24 est ainsi disposée au-dessus de la rainure 43 et est alignée avec elle dans la direction transversale T, comme visible sur la . Dans le mode de réalisation représenté, la rainure 43 est réalisée à la jonction entre deux plaques de support 27 adjacentes de sorte à s’étendre dans la direction longitudinale L sur une partie desdites deux plaques de support 27 adjacentes. Les parois de la rainure 43 peuvent être inclinées de sorte que la dimension dans la direction d’épaisseur E de la rainure 43 est croissante jusqu’à arriver à un maximum sensiblement au milieu de la rainure 43 dans la direction longitudinale L. Le maximum de cette dimension peut par exemple être 10mm. La rainure 43 peut également présenter une dimension dans la direction longitudinale L de l’ordre de 200mm.
Ainsi, dans un état normal dans lequel la membrane d’étanchéité primaire 13 n’est pas sollicitée en compression par exemple, la bande de liaison métallique 24 est plane et distante dans la direction d’épaisseur du fond de la rainure 43. A l’inverse, en cas de flambage de la bande de liaison métallique 24 et en raison de la pression supérieure à la pression atmosphérique qui règne dans la cuve, la bande de liaison métallique 24 est amenée à épouser la forme de la rainure 43.
Comme mentionné précédemment, la illustre la fixation de la bande de liaison métallique 24.
La bande de liaison métallique 24 comporte un premier bord d’extrémité 31 s’étendant dans la direction transversale T et un deuxième bord d’extrémité 32 opposé au premier bord d’extrémité 31. Le premier bord d’extrémité 31 est soudé, via une soudure 26, dans la direction transversale T aux bords d’extrémité des plaques planes 23 de la paroi d’étanchéité 20 du couvercle 19 et le deuxième bord d’extrémité 32 est soudé, via une soudure 26, dans la direction transversale T sur la première aile primaire 50 de la cornière de raccordement primaire 49, permettant de réaliser l’étanchéité entre la membrane d’étanchéité primaire 13 de la paroi de plafond 4 et la paroi d’étanchéité 20 du couvercle 19.
Comme visible sur la , la bande de liaison métallique 24 comporte des premiers orifices 44 et des deuxièmes orifices 45. Les premiers orifices 44 sont espacés les uns des autres et alignés dans la direction transversale T, les deuxièmes orifices 45 étant formés parallèlement aux premiers orifices 44. Ces orifices 44, 45 permettent à la bande de liaison métallique d’être traversée par des dispositifs de fixation 46, 47 afin d’être fixée aux plaques de support 27.
Ainsi, afin de déplacer l’éventuel flambage de la bande de liaison métallique 24 à distance des soudures 26, l’installation de stockage 1 comporte des premiers dispositifs de fixation 46 traversant les premiers orifices 44 et des deuxièmes dispositifs de fixation 47 traversant les deuxièmes orifices 45 permettant de fixer la bande de liaison métallique 24 aux plaques de support 27. Il est de plus prévu avantageusement que les premiers orifices 44 soient situés à proximité du premier bord d’extrémité 31 et que les deuxièmes orifices 45 soient situés à proximité du deuxième bord d’extrémité 32.
Les premiers dispositifs de fixation 46 et les deuxièmes dispositifs de fixation 47 sont illustrés en . Dans ce mode de réalisation, les premiers dispositifs de fixation 46 et les deuxièmes dispositifs de fixation 47 sont des vis fixées dans une plaque de support 27 et dont la tête de vis vient plaquer la bande de liaison métallique 24 contre la plaque de support 27 la supportant. De plus, comme visible sur la , les dispositifs de fixation 46, 47 encadrent la rainure 43. Les dispositifs de fixation 46, 47 peuvent toutefois être réalisés de manière différente par exemple à l’aide de clous ou de rivets.
L’assemblage des virures 15 de la membrane d’étanchéité primaire 13 interrompues par l’ouverture 7, de la cornière de raccordement primaire 49, de la bande de liaison métallique 24 et de la paroi d’étanchéité du couvercle 20 permettent d’assurer la continuité de l’étanchéité dans la direction longitudinale L.
La représente notamment la bande de liaison métallique 24 après le recouvrement des orifices 44, 45 et des dispositifs de fixation 46, 47.
En effet, afin d’améliorer l’étanchéité de l’assemblage, un premier élément de recouvrement 57 allongé s’étendant dans la direction transversale T est disposé sur l’alignement des premiers dispositifs de fixation 46 de sorte à les recouvrir. De la même manière un deuxième élément de recouvrement 58 allongé est disposé sur l’alignement des deuxièmes dispositifs de fixation 47 de sorte à les recouvrir. Le premier élément de recouvrement 57 et le deuxième élément de recouvrement 58 sont ensuite soudés à la bande de liaison métallique 24. De plus, d’autres bandes de recouvrement peuvent être disposées sur des zones de soudure entre deux plaques planes, par exemple à la jonction entre deux plaques planes métalliques 23 de la paroi d’étanchéité métallique 20.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, les éléments de recouvrement allongés 57, 58 peuvent être remplacés par des éléments de recouvrement individuels venant recouvrir chacun l’un des dispositifs de fixation 46, 47.
Les figures 6A à 6E schématisent différentes possibilités de couplage entre une sonde biologique de détection et une biomolécule cible, de façon que la capture de la biomolécule cible induise une émission ou une extinction d’une lumière de fluorescence.
Les figures 7A et 7B schématisent une balise moléculaire avant et après capture de la biomolécule cible.
Les figures 8A et 8B montrent deux structures différentes de nanofils.
EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS On a représenté, sur les figures 1A à 1C, un premier exemple de dispositif d’analyse 1 permettant une mise en œuvre de l’invention. Le dispositif d’analyse 1 est configuré pour être placé au contact d’un échantillon 2, comportant par exemple un milieu liquide susceptible de contenir une biomolécule d’intérêt 3. La biomolécule d’intérêt 3 peut être choisie parmi : une protéine, par exemple une enzyme, un fragment de protéine, un anticorps, un antigène, un monobrin de nucléotides, une hormone.
Le dispositif comporte un substrat 10, formant ou comportant au moins une première électrode 11 c . Dans l’exemple représenté sur la , le substrat est un substrat de silicium cristallin, par exemple un substrat Si d’orientation cristalline (111). Le substrat 10 est délimité par une surface, dite première surface 11, comportant une première électrode 11 c . Dans l’exemple de la , la première surface 11 est formée de Si comportant des régions conductrices. Selon une autre possibilité le substrat 10 fait l’objet d’un dépôt d’une couche conductrice, par exemple du graphène, formant tout ou partie de la première surface 11.
Des nanofils 30 sont formés sur le substrat 10, et plus précisément à partir de la première surface 11. La première surface 11 s’étend selon un plan P XY . Le plan P XY est défini par un axe longitudinal X et un axe latéral Y. Les axes X et Y sont sécants, et de préférence perpendiculaires l’un par rapport à l’autre. Les nanofils s’étendent parallèlement à un axe transversal Z sécant du plan Dans les modes de réalisation décrits par la suite, l’axe transversal est perpendiculaire du plan P XY . La première surface 11 est conductrice au moins au niveau de l’intersection avec chaque nanofil 30. La totalité de la première surface 11 peut être conductrice.
Selon d’autres configurations, les nanofils peuvent être inclinés et non pependiculaires au plan P XY . Par exemple, si l’orientation cristalline du matériau formant le substrat 10 est (001), les nanofils peuvent croître selon une direction (111), donc en biais par rapport au plan P XY .
Les nanofils 30 ont de préférence un diamètre compris entre 1 nm et 500 nm et une hauteur, selon l’axe transversal Z, comprise entre 300 et 1000 nm, voire 10000 nm.
Les nanofils 30 peuvent être synthétisés directement sur le substrat 10, comme décrit en lien avec les figures 2A à 2E. Les nanofils peuvent être formés sur un autre substrat, puis transférés sur le substrat 10. Le transfert peut être effectué comme décrit dans la publication Valente J. et al « Light-Emitting GaAs Nanowires on a Flexible Substrate », Nano Lett 2018 18 7 4206-4213.
Les nanofils 30 s’étendent, à partir de la première surface 11, jusqu’à une deuxième surface 21 délimitant une structure multicouches 20. De même que la première surface 11, la deuxième surface 21 est conductrice au moins au niveau de l’intersection avec chaque nanofil 30. Dans l’exemple représenté sur la , la deuxième surface 21 est formée à partir d’une couche 22 d’un matériau conducteur transparent dans une bande spectrale de détection décrite ci-après. Il peut par exemple s’agir d’ITO (oxyde d’indium étain).
Chaque nanofil est formé d’un ou plusieurs matériaux semi-conducteurs, et éventuellement d’un matériau métallique. Chaque nanofil comporte une jonction 33. Dans l’exemple représenté, la jonction 33 est une homojonction : chaque nanofil comporte une première partie 31, adjacente de la première surface 11, et une deuxième partie 32, adjacente de la deuxième surface 21. Les première et deuxième parties sont formées d’un même matériau semi-conducteur, avec respectivement deux dopages différents : ainsi, la première partie 31 et la deuxième partie 32 sont respectivement formés d’un même matériau semi-conducteur respectivement dopé n et p ou p et n. Dans l’exemple représenté, la première partie 31 est formée de GaAs (arséniure de gallium) dopé p et la deuxième partie est formée de GaAs dopé n. L’interface entre les deux parties forme la jonction pn 33.
De façon alternative, la jonction 33 peut être effectuée niveau d’un métal disposé sur ou au contact de la surface 21 de façon à établir une jonction semi-conducteur – métal de type Schottky.
Chaque nanofil comporte au moins un semi-conducteur choisi parmi les matériaux des colonnes III et V, usuellement désignés par le terme matériaux III-V, par exemple, GaAs. Il peut de préférence s’agir d’un matériau de la colonne III et d’arsenic, par exemple InAs (arséniure d’indium). Dans l’exemple représenté, les nanofils 30 sont formés de GaAs. D’autres matériaux semi-conducteurs peuvent être envisagés, par exemple, et de façon non limitative, Si, InGaAs, AlGaAs, InGaP, InGaN, GaN, ZnSe, ZnS, ZnO, ZnCdO.
Entre la première surface 11 et la deuxième surface 21, les nanofils 15 sont noyés dans une couche d’encapsulation formée d’un matériau isolant. La couche d’encapsulation 15 peut être formée d’un matériau de type PMMA (Polyméthacrylate de méthyle), BCB (Benzocyclobuthène), SiO 2 . La couche d’encapsulation 15 peut être déposée par spin-coating (dépôt à la tournette).
La couche d’encapsulation 15 est de préférence formée suite à la croissance des nanofils, préalablement au dépôt d’une deuxième conductrice 22, délimitée par la deuxième surface 21, et destinée à former des deuxièmes électrodes 21 c . Les deuxièmes électrodes 21 c sont formées, au niveau de la deuxième surface 21, à partir de la couche conductrice 22. La couche conductrice 22 peut être structurée de façon qu’au niveau de la deuxième surface 21, plusieurs deuxièmes électrodes 21 c soient électriquement isolées les unes des autres. Ainsi, la couche conductrice peut comporter des ouvertures ou des matériaux isolant délimitant les électrodes 21 c .
Outre la couche conductrice 22, la structure multicouches 20 comporte une couche d’interface 23, adjacente de la couche conductrice 22. La couche d’interface 23 est transparente. La couche d’interface 23 peut par exemple être formée d’une couche d’un polymère, par exemple le PMMA (Polyméthylméthacrylate). La couche d’interface 23 est isolante, en particulier au niveau de l’interface avec la couche conductrice 22. La couche d’interface 23 est de préférence plane.
Le polymère de silicone-polyuréthane selon l’invention sera présent dans la composition de l’invention en une teneur allant de 5% à 25% en poids de matière active (matière sèche) de polymère, notamment en une teneur allant de 8% à 20%, en particulier de 10% à 18% en poids de matière active par rapport au poids total de la composition.
Selon un mode particulier et préféré, la composition de l’invention comprend moins de 5% en poids, en particulier moins de 1% en poids, et de préférence ne comprend pas de composé siliconé distinct du silicone polyuréthane selon l’invention.
Ainsi, selon un mode particulier et préféré, la composition de l’invention comprend moins de 5% en poids de résine siliconée, en particulier moins de 1% en poids de résine siliconée, et de préférence ne comprend pas de résine siliconée.
Par ‘résine siliconée’, on entend notamment les résines siliconées de type MQ, de type T ou de type MQT, qui se présentent généralement sous forme solide, notamment sous forme de poudre.
Selon un autre mode particulier, la composition de l’invention comprend moins de 5% en poids de cire non naturelle (notamment d’origine végétale), en particulier moins de 1% en poids de cire non naturelle, et de préférence ne comprend pas de cire non naturelle. Ainsi selon un mode particulier, la composition de l’invention comprend moins de 5% en poids de cire de polyéthylène, en particulier moins de 1% en poids de cire de polyéthylène, et de préférence ne comprend pas de cire de polyéthylène.
Phase huileuse La phase huileuse de la composition de l’invention comprend au moins un ou plusieurs alcanes linéaires ou ramifiés en C8-C19.
A titre d’alcanes linéaires ou ramifiés en C8-C19, on peut citer notamment :
- les iso-alcanes (appelées aussi isoparaffines) en C8-C16 tels que l’isododécane, l’isodécane, l’isohexadécane, l’hémi-squalane, et par exemple les huiles vendues sous les noms commerciaux d’ISOPAR® ou de PERMETYL®, :
- les alcanes linéaires ayant respectivement des chaînes hydrocarbonées en
- C9-C17, C10-C14, tel qu’un mélange de l’undécane et de tridécane, commercialisé par BASF Care Créations sous la dénomination Cetiol® Ultimate,
- C9-C12, C12-C14, C16-C18 tel que ceux commercialisés par BIOSYNTHIS sous la dénomination VEGELIGHT® SILK (nom INCI C9-12 ALKANE), VEGELIGHT® 1214LC, VEGELIGHT® 1618LC,
Ainsi, selon un mode particulier, la composition comprend un ou plusieurs alcanes en C8-C19 choisi(s) dans le groupe constitué par les alcanes ramifiés tels que l’isododécane, l’isodécane, l’isohexadécane, l’hémi-squalane ; les alcanes linéaires en C8-C19 tels que le nonane, dodecane, le undecane, le tridecane, le n-tetradecane, le n-pentadecane, le n-nonadecane et leurs mélanges, en particulier les mélanges d’alcanes linéaires C11/C13, C10/C12, C10/C14, et C15/C19.
Selon un mode particulier, la composition comprend au moins de l’isododécane comme alcane ramifié en C8-C19.
La figure 3C illustre une configuration selon laquelle les nanofils sont agencés en formant des grappes 35, ou clusters. Les nanofils d’un même cluster sont rapprochés les uns des autres, la distance entre deux nanofils adjacents d’une même grappe étant de préférence supérieure ou égale au diamètre des nanofils. La distance entre deux grappes adjacentes peut être égale ou supérieure à deux fois la distance d . Chaque grappe peut présenter un arrangement régulier, comme représenté sur les figures 3A et 3B.
L’agencement des nanofils en clusters 35 peut être combiné avec une structuration de la surface de fonctionnalisation en nanopuits 27, comme décrit en lien avec la . Dans ce cas, chaque nanopuits 27 s’étend face aux nanofils appartenant à un même cluster 35.
La disposition des nanofils selon un agencement prédéfini sur le substrat 10 n’est pas nécessaire. Selon une possibilité, des gouttes de catalyseur métallique sont réparties de façon aléatoire sur le substrat 10. Suite à l’adjonction, en phase vapeur, des molécules constituant le nanofil, par exemple Ga, As et des dopants, par exemple C, Si, les nanofils se développent à partir des positions initialement occupées, sur le substrat, par les gouttes de catalyseur.