Conférence : « Des transistors aux biocapteurs : exploiter l’interface des nanomatériaux de carbone »

Conférencière :  Professeure Delphine Bouilly, Université de Montréal

Professeur qui invite : Professeur Emanuele Orgiu

Résumé :  Les transistors à effet de champ (FET), généralement reconnus comme des composants clés des circuits intégrés, peuvent également être exploités comme capteurs chimiques ou biologiques en tirant parti de la sensibilité des nanomatériaux conducteurs à leur environnement moléculaire. Les nanomatériaux graphitiques sont particulièrement bien adaptés à la fabrication de biocapteurs à effet de champ (bioFET), grâce à leur stabilité en milieu aqueux et leur capacité à être fonctionnalisés chimiquement avec des biomolécules. Qu’il s’agisse de graphène 2D ou de nanotubes de carbone 1D, la faible dimensionalité de ces matériaux rend leurs propriétés de transport électrique modulables par des processus biochimiques se produisant à leur surface. Leur sélectivité envers des cibles moléculaires spécifiques doit cependant être créée par une fonctionnalisation précise de l’interface fonctionnelle avec des éléments de bioreconnaissance tels que des anticorps, des aptamères ou des enzymes. Dans cette présentation, je présenterai nos travaux sur l’interaction entre la chimie de surface et les propriétés électriques des transistors à effet de champ à base de nanomatériaux de carbone. Je passerai en revue nos résultats sur le contrôle de différentes voies de fonctionnalisation, covalentes et non covalentes, en mettant particulièrement l’accent sur nos développements de la chimie de surface contrôlée par la tension de grille sur le graphène. Je décrirai également notre approche pour la miniaturisation extrême de ces biocapteurs jusqu’à l’échelle de la molécule unique, ainsi que nos efforts pour développer des instrumentations parallélisées permettant la fabrication et mesure à haut débit de biocapteurs sur puce. Enfin, je présenterai nos perspectives de transfert technologique visant à adapter les bioFET à base de nanomatériaux de carbone vers des technologies biomédicales de type laboratoire-sur-puce pour des applications diagnostiques.

Biographie : Delphine Bouilly est chercheuse principale à l’Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC) et professeure agrégée au Département de physique et à l’Institut Courtois de l’Université de Montréal. Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bionanoélectronique, elle dirige un programme de recherche hautement interdisciplinaire à l’interface de la physique, de la biologie moléculaire et du génie biomédical. Ses travaux portent sur la conception de circuits électroniques miniaturisés à partir de nanomatériaux pour sonder les interactions entre les molécules biologiques, telles que l’ADN et les protéines. Ses recherches couvrent à la fois des études fondamentales sur la physico-chimie des nanomatériaux (bio)fonctionnalisés, ainsi que des projets translationnels sur le développement de biocapteurs pour le cancer du sein et la leucémie pédiatrique. Prof. Bouilly est activement engagée dans la communauté des matériaux avancés en tant que directrice adjointe de l’Institut Courtois et codirectrice du pôle UdeM/Polytechnique du Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP). Elle a également fondé l’Académie des matériaux avancés (AMA), un programme CREATE du CRSNG réunissant plusieurs institutions et dédié à la formation professionnelle interdisciplinaire des étudiants aux cycles supérieurs en science et génie des matériaux. Prof. Bouilly a reçu le prix Nanocarbons Young Investigator de l’Electrochemical Society (ECS), et a récemment été élue au Collège de la Société royale du Canada.