Tests biologiques à l'aide d'électrodes à motifs

La caractérisation et l'analyse d'échantillons biologiques peuvent être réalisées à l'aide d'électrodes à motifs. La structure globale et la qualité d'une électrode peuvent soit améliorer, soit affecter les résultats de l'échantillonnage. La conception idéale d'une électrode doit permettre d'obtenir un rapport signal/bruit élevé, une faible impédance d'électrode et une résistance aux environnements biologiques difficiles. La génération et le transport du courant dépendent du revêtement métallique présent à la surface de l'électrode.

Les modèles d'électrodes à motifs, tels que les réseaux interdigités, les transistors à effet de champ (FET) et les laboratoires sur puce, se sont révélés capables de produire des résultats critiques dans les applications d'essais biologiques. Les applications courantes comprennent l'analyse électrochimique, la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), la mesure des potentiels d'action et la voltampérométrie cyclique (CV). 

Une analyse électrochimique, l'électromouillage (EW), est couramment réalisée avec des électrodes de laboratoire sur puce. L'électromouillage est une méthode réversible permettant de contrôler les fluides sur une surface par l'application d'un champ électrique. L'application d'un champ électrique modifie à son tour l'angle de contact d'un liquide. Cette méthode nécessite une surface hydrophobe ayant une faible énergie de surface et servant d'isolant. Les surfaces hydrophobes sont souvent constituées de fluoropolymères comme le téflon, qui ont une faible capacité d'absorption. Les contacts métalliques sur une électrode servent à initier une charge de surface qui est utilisée pour induire le mouillage d'un liquide.  

La spectroscopie d'impédance électrochimique est un outil qui permet de mesurer la polarisation et la résistance de la solution, ainsi que la capacité de double couche. Comme son nom l'indique, la spectroscopie d'impédance électrochimique mesure l'impédance de l'interface entre un métal et une solution. Les mesures d'impédance peuvent ensuite être utilisées pour générer des diagrammes de Bode qui déterminent comment les fréquences du signal d'entrée sont transférées sur une frontière solide-liquide. Les signaux biologiques étant constitués d'une large gamme de fréquences, il est crucial d'utiliser une méthode qui capture toutes ces gammes. Des valeurs d'impédance relativement faibles correspondent à des rapports signal/bruit plus élevés. Des caractéristiques d'électrode plus petites peuvent augmenter l'amplitude du signal, ce qui contribue à améliorer le rapport signal/bruit. La proximité de l'électrode par rapport à un échantillon biologique a également une incidence sur la qualité du signal. Plus l'électrode est proche de l'échantillon, plus la qualité du signal est élevée.  

Les potentiels d'action sont générés par une stimulation cellulaire dans laquelle une dépolarisation et une repolarisation peuvent se produire. Pour enregistrer les potentiels d'action, on utilise des microélectrodes. Lors de la dépolarisation, le potentiel de la membrane passe de négatif à positif, ce qui est connu sous le nom d'électropositif. La repolarisation se produit lorsque les cellules perdent des charges positives et deviennent donc électronégatives. La dépolarisation et la repolarisation produisent souvent des fréquences plus élevées. 

La voltampérométrie cyclique est un autre test qui peut être utilisé pour surveiller les réactions de transfert de charge qui se produisent à la surface d'une électrode. Les tests CV mesurent le flux de courant et sont couramment effectués pour tester les réactions d'oxydoréduction. Cette méthode peut également être utilisée pour identifier la formation de monocouches auto-assemblées (SAM) à la surface d'une électrode. Les électrodes de travail, de contre-électrode et de référence représentent les outils nécessaires à la réalisation des mesures CV. 

Platypus Technologies proposera bientôt de nouveaux modèles d'électrodes à motifs permettant une gamme d'applications de tests biologiques. Les nouveaux modèles comprennent des électrodes et des réseaux interdigités, des FET, des laboratoires sur puce et des électrodes à quatre et six sondes. Contactez-nous dès aujourd'hui pour vous renseigner sur ces nouveaux modèles d'électrodes !