Optimization of a biosensor based on an electrolytic gated organic field-effect transistor (EGOFET) for Bisphenol A detection

• Auteur / Autrice : Dengjun Wang
• Direction : Benoît Piro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Surfaces, interfaces, matériaux fonctionnels
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bisphénol A

Biocapteurs

Semiconducteurs organiques

Transistors à effet de champ

Couches de Langmuir-Blodgett

Mots clés libres

Egofet

P3ht

Résumé

Dans les dernières décennies, en raison de leur utilité potentielle dans le diagnostic clinique, la sécurité alimentaire, la sécurité publique et la surveillance de l'environnement, les biocapteurs ont été intensivement étudiés. Ce travail a porté principalement sur la conception et la fabrication d'un nouveau type de biocapteur basé sur un transistor organique électrolytique à effet de champ (EGOFET). Cette méthode permet de mesurer une faible concentration de bisphénol A dans l'eau avec un EGOFET basé de poly (2,5-bis (3-thiophén-2 tétradécyl-yl) thiéno [3,2-b] thiophène) (pBT1T) en tant le semi-conducteur organique, co-cristallisé avec un alkyl-bisphénol A. En combinaison avec un anticorps, ce biocapteur est capable de détecter directement le bisphénol A avec une limite de détection inférieure à 10-11 moLL-1. Nous avons observé une diminution du courant de sortie lors d'un couplage avec d'anticorps et une augmentation du courant de sortie lors de rajout de bisphénol A, en raison de la dissociation compétitive de l'anticorps à la surface du semi-conducteur. La stratégie de détection présentée pourrait être facilement adaptée à d'autres petites molécules organiques d'intérêt, et pourrait être un dispositif prometteur de biocapteur portable simple, peu coûteux et facile à utiliser.

In the last few decades, due to their potential usefulness in clinical diagnosis, food safety, public security and environment survey, biosensors have been intensively investigated. This work mainly focused on the design and fabrication of new kind of biosensor based on electrolytic gated organic field-effect transistor (EGOFET). This method can measure low concentration of bisphenol A in water with an EGOFET based on poly(2,5-bis(3-tetradecylthiophen-2- ypthieno[3,2-b]thiophene) (pBTTT) co-crystalized with alkyl-modified bisphenol A as organic semi-conductor. By combination with an antibody, this biosensor was able to detect bisphenol A directly with a limit of detection lower than 10-11 mol. L 1. We observed a decrease of the output current upon affinity coupling of the antibody and an opposite increase of the output current upon bisphenol-A addition, due to the competitive dissociation of the antibody from the surface of the semiconductor. The presented sensing strategy could be readily adapted to other small organic molecules of interest and could be a promising tool for simple, low-cost, portable and easy-to-use biosensor.