Interpr´etations des r´esultats

La nature du contact entre les nanoparticules et les ´electrodes peut ˆetre discut´ee en comparant les r´esultats avec ceux obtenus dans le chapitre pr´ec´edent pour le cas de l’ad- sorption de type ´electrostatique. Dans ce dernier cas, en analysant la r´eponse ´electrique des dispositifs apr`es adsorption des nanoparticules, il a ´et´e possible de d´eterminer la r´esistance moyenne de chaque chemin de conduction engendr´e par une nanoparticule. Nous avons distingu´e deux cas diff´erents en fonction du nombre total de nanoparti- cules d´epos´ees. Dans le cas o`u les nanoparticules restent isol´ees les unes des autres, la r´esistance moyenne ´etait d’environ 90GΩ (Cf. Figure 3.27 (b)). Dans le cas o`u les nano- particules formaient des agr´egats plus ou moins importants, la r´esistance moyenne par nanoparticule ´etait r´eduite `a 5GΩ (Cf. Figure 3.27 (d)). Rappelons ´egalement que cette r´esistance est, selon nous, li´ee `a la transparence aux ´electrons des jonctions form´ees au contact des nanoparticules sur les ´electrodes et en aucun cas `a la r´esistivit´e intrins`eque des nanoparticules. Dans le cas qui nous int´eresse maintenant, nous avons deux exp´e- riences qui peuvent ˆetre compar´ees `a ces r´esultats. Dans le cas du test immunologique n´egatif, (Cf. Figure 4.15 (a)), nous observons une dizaine de nanoparticules isol´ees qui r´esultent de l’adsorption non sp´ecifique de l’anticorps biotinil´e en quelques sites ´epars. La caract´eristique ´electrique indique dans ce cas une conductance tr`es faible qui reste non mesurable pour des tensions de polarisation inf´erieure `a 1V. Nous estimons donc que la r´esistance moyenne du chemin de conduction induit par chaque nanoparticule reste sup´erieure `a 10T Ω. Cette valeur est environ 100 fois sup´erieure au cas des nanoparti- cules adsorb´ees sur une surface silanis´ee sans biomol´ecule (90GΩ). Nous pouvons donc conclure que les r´esistances des jonctions form´ees au contact des nanoparticules sont net- tement plus fortes dans le cas des nanoparticules adsorb´ees par interaction cible/sonde entre prot´eines que dans le cas d’une interaction de type citrate/amine. Ce r´esultat n’est en aucun cas surprenant. En effet, compte tenu de la taille des biomol´ecules impli- qu´ees dans ces deux types de fixation, il est probable que les jonctions m´etal/complexe de type anticorps/biotine/anti-biotine/nanoparticules soient plus opaques au transfert d’´electrons que les jonctions de type m´etal/silane-amine/citrate/nanoparticules, mˆeme si la conformation exacte et le nombre exact de mol´ecules impliqu´ees dans ces contacts soient tr`es difficile `a connaˆıtre avec pr´ecision. Ces r´esultats viennent de plus corroborer les observations faites au paragraphe 4.5.3 qui ont montr´e la pr´esence de r´esidus sur les nano´electrodes qui sont probablement li´es `a la pr´esence des anticorps et qui constituent autant d’obstacles pour le transfert ´electronique. Dans le cas du test immunologique positif (Cf. Figure 4.15 (b)), nous observons environ 200 nanoparticules pi´eg´ees entre les ´electrodes qui s’organisent sous la forme d’agr´egats de grande taille. A partir de la conductance du dispositif (800pA `a 1V), nous pouvons estimer la r´esistance moyenne de chaque chemin de conduction induit par chaque nanoparticule `a 250GΩ. Si l’on com- pare cette valeur `a celle obtenue dans le cas des nanoparticules adsorb´ees par interaction ´electrostatique pour une densit´e de nanoparticules comparable (5GΩ), nous voyons une

fois de plus que les nanoparticules fix´ees par un complexe anticorps/anticorps sont si- gnificativement plus r´esistives. Le rapport est maintenant d’environ 50.

Les deux r´esultats et leur comparaison avec ceux obtenus au chapitre pr´ec´edent montrent clairement que les nanoparticules fix´ees par un complexe entre prot´eines in- duisent des chemins de conduction qui sont environ 50 `a 100 fois plus r´esistifs `a tem- p´erature ambiante que ceux engendr´es par des nanoparticules fix´ees par interaction ´electrostatique de type citrate/amine-silane. La nature du contact entre les nanoparti- cules et les ´electrodes est donc significativement diff´erente d’un point de vue ´electrique ce qui confirme les observations morphologiques de la surface des ´electrodes. Tous nos r´esultats convergent pour indiquer de mani`ere claire que la r´eponse en courant des dis- positifs est dict´ee par la r´esistance des jonctions form´ees au contact des nanoparticules sur les ´electrodes. L’´elucidation des m´ecanismes de transport m´eriterait de nombreuses ´etude sp´ecifiques. Une ´etude en temp´erature (vers les basse temp´eratures) permettrait probablement de mieux identifier la nature du transport au sein des jonctions. La dis- persion des conductances de toutes les nanojonctions form´ees par les nanoparticules est ´egalement un point capital qui conviendrait d’ˆetre ´etudi´e mˆeme si de nombreuses difficult´es techniques sont `a envisager. En effet, nous verrons dans la suite que cette dispersion conditionne fortement l’interpr´etation que nous pourrions donner en terme quantitatif de la r´eponse ´electrique des dispositifs.

4.6.3.2 Lin´earit´e de la d´etection

Nous avions vu dans le chapitre pr´ec´edent que les mesures quantitatives ´etaient ren- dues difficiles de par la disparit´e des r´esistances de contacts associ´ees `a chaque particule ainsi que de par la juxtaposition de particules qui multiplie les chemins de conduction. Nous nous confrontons ici `a un probl`eme suppl´ementaire qui est celui de l’agglom´era- tion des particules sur les dispositifs. En effet, la proportion de nanoparticules isol´ees telle que celle que nous pouvons observer dans la figure 4.15 est relativement faible de l’ordre de 20%. Il est donc difficile d’´evaluer le nombre de nanoparticules participant `a la conduction.

Comme nous l’avons vu tout au long du chapitre une des interpr´etations les plus probables pour interpr´eter ce ph´enom`ene est li´ee `a la d´esorption des anticorps anti- IgG(A) qui conduit vraisemblablement `a une agglutination des particules sur la surface. Nous voyons une fois de plus l’importance du protocole d’immobilisation des mol´ecules sondes sur la surface et les limitations d’un protocole bas´e sur la simple adsorption des anticorps sur la surface.

4.6.3.3 S´electivit´e

Nous avons vu que dans le cas des exp´eriences de test ”n´egatives”, l’incubation de la solution collo¨ıdale conduisait malgr´e l’interaction non sp´ecifique entre la cible et la sonde, au d´epˆot de quelques particules sur le r´eseau d’´electrodes. Cette observation est facilement interpr´etable `a partir des r´esultats du paragraphe 4.4.2.2. Le taux de couverture offert par l’adsorption de la mol´ecule sonde n’est pas de 100% et des sites d’adsorption sont alors disponibles pour l’immobilisation des anticorps cibles et donc pour le greffage de particules.