[Publication] Capteur interdigité optimisé pour l’analyse d’agrégats sanguins

Les capteurs interdigités (ITD) sont spécialement adaptés pour l'analyse de bioimpédance (BIA) d’échantillons biologiques à faible volume (échelle du microlitre). La spectroscopie d'impédance est une méthode rapide impliquant la préparation d'échantillons biologiques simple et peu coûteuse.
La géométrie d'un capteur ITD facilite le dépôt d’un échantillon à l'échelle microscopique des électrodes. À cette échelle, la taille de l'électrode induit une augmentation de l'effet double couche, ce qui peut limiter complètement les bandes passantes intéressantes, notamment les très basses fréquences.
Les chercheurs de l’IJL ont développé un modèle théorique de capteur interdigité permettant de caractériser des agrégats cellulaires sanguin. Différents capteurs ont été réalisés dans notre centre de compétences MiNaLor après optimisation de leurs caractéristiques électriques, dimensionnelles et technologiques (interface matériau-milieu biologique).
Cet article précise la façon dont a été optimisé le facteur de cellule, paramètre qui permet de résoudre le problème inverse, à savoir remonter aux caractéristiques électriques (conductivité, permittivité) du milieu biologique, à partir de mesures spectroscopiques d’impédance.
Au niveau technologique, l’influence du taux de métallisation a été étudiée. Ce travail se concentre sur l'optimisation de la bande de fréquence du capteur ITD via une étude originale de l'impact de ce taux de métallisation. Un modèle de capteur électrique a été étudié pour déterminer le meilleur rapport. Une valeur de ce rapport de 0,6 a permis d'améliorer la fréquence de coupure basse fréquence d'un facteur pouvant atteindre 2,5. Cette approche théorique a été confirmée par des mesures sur des échantillons sanguins avec trois capteurs. Le capteur optimisé a permis d’extraire les propriétés électriques intrinsèques du sang dans la bande de fréquences d'intérêt.

Titre : Interdigitated Sensor Optimization for BloodSample Analysis

Auteurs : Julien Claudel, Thanh-Tuan Ngo, Djilali Kourtiche, Mustapha Nadi

Nom de la revue : Biosensors

Date de parution (en ligne) : 16 décembre 2020

Lien : https://www.mdpi.com/2079-6374/10/12/208

Légende de l'image : Matrice de capteurs à électrodes interdigitées connectés au circuit PCB et mesure sur un agrégat sanguin