Electrochemical Biosensors Sensor Principles and applications

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1 Electrochemical Biosensors Sensor Principles and applications
Cyrine Slim

2 What is a Biosensor? As many definitions as workers in the field !
I favour: A biosensor can be defined as a device incorporating a biological sensing element connected to a transducer to convert an observed response into a measurable signal, whose magnitude is proportional to the concentration of a specific chemical or set of chemcials (Eggins 1996). Un biocapteur peut être défini comme un dispositif qui contient un élément de détection biologique connecté à un transducteur pour convertir une réponse observée en un signal mesurable dont l'amplitude est proportionnelle à la concentration d'un produit chimique ou d'un ensemble de produits chimiques spécifiques (Eggins 1996).

3 Amplification here is useful
A biosensor need not provide quantitative information to be of value pregnancy test is an example: pregnancy is quantised, hence a quantified reading is not useful The sought material need not be “biological” Trace metal ions & ammonia Un biocapteur n'a pas besoin de fournir des informations quantitatives pour être utile Exemple le test de grossesse La cible recherchée n'a pas besoin d'être "biologique«  Exemple les biocapteurs spécifique aux ions métallique et l’ammonique

4 What is a Biosensor? The “classical”definition Enzymes, proteins
Antibodies, nucleic acids, cells, tissues Receptors… Un biocapteur est composé d’un élément de reconnaissance moléculaire et un transducteur L’élément de reconnaissance moléculaire réagit spécifiquement avec le bio-analyte d’intérêt L’élément de reconnaissance moléculaire peut être une enzyme, une protéine, un anticorps, un acide nucléique, des cellules ou un tissu La détection peut être électrochimique, optique, colorimétrique, le transducteur agit en tant que détecteur, convertissant l’évènement de reconnaissance moléculaire suite à la liaison de l’analyte en un signal facilement mesurable. et les convertit en un signal de sortie qui peut être amplifié, affiché et sauvegardé L’élément de reconnaissance moléculaire et le transducteur sont intégrés dans un seul dispositif (petit et portatif) permettant de doser directement l’analyte d’intérêt sans l’ajout d’autres réactifs ou de pré-traitement de l’échantillon. Electrochemical Optical …

5 Transduction methods used on biosensors
The type of molecular recognition determines the type of transducer used le type de reconnaissance moléculaire détermine le type de transducteur utilisé Par exemple la spectrophotométrie, électrochimie, calorimétrie et piézo-électricité Dans la suite de ce cours nous nous interesserons uniquement aux biocapeteurs électrochimiques Manz, Pamme & Iossifidis, Bioanalytical Chemistry, 2004

6 What is a Biosensor? The whole picture Requires simple read out
and data interpretation A schematic of a biosensor with electrochemical transducer

7 Applications of biosensors
- Environnmental applications e.g. the detection of pesticides and river water contaminants such as heavy metal ions - Remote sensing of airborne bacteria Determination of drug residues in food such as antibiotics and growth promoters, particularly meat and honey. Les domaines d’application des biocapteurs électrochimiques sont très variés On peut citer les applications envoronnementales telles que la détection de pesticides ou de métaux lours dans les eaux de rivière contaminés Ou la détection de bactéries dans l’air Des applications dans le domaine alimentaire notamment la Détermination des résidus de médicaments dans les aliments tels que les antibiotiques et les hormones de croissance, en particulier dans la viande et miel Des application médicales comme le suivie du taux de glucose dans le sang chez les patients diabétiques Ou bien Surveillance in vivo avec des biocapteurs implantés in vivo premettant un suivi continu et un allègement des taux d’hospitalisation - Blood monitoring : Glucose monitoring in diabetes patients In vivo monitoring diagnostics, metabolites, Hormones Domestic : home monitoring of non acute conditions

8 Biosensor’s performance :
The biosensor’s performance is usually experimentally evaluated based on its : Sensitivity : the value of the electrode response per substrate concentration limit of detection (LOD) linear and dynamic ranges : maximum linear value of the sensor calibration curve. Linearity of the sensors must be high for the detection of high substrate concentration. Reproducibility or precision of the response Selectivity : interference of chemicals must be minimized for obtaining the correct result The sensor’s response time (i.e. the time after adding the analyte for the sensor response to reach 95% of its final value) Operational and storage stability Ease of use and portability Quelles sont les performance d’un biocapteur ? La performance du biocapteur est généralement évaluée expérimentalement en fonction de: - Sa sensibilité qui Correspond à l’importance de la modification du signal de sortie entraînée par une variation de la grandeur à mesurer - Sa LOD qui se calcul 3 x bruit de fond - Sa linéarité ; Un capteur est dit linéaire s'il présente la même sensibilité sur toute l'étendue de sa plage d'emploi. - Sa reproductibilité ; - Sa selectivité : Correspond à sa capacité à détecter une substance parmi d’autres. Elle dépend de la partie sensible du capteur - Son temps de réponse: Il exprime le temps nécessaire que met la valeur de sortie du capteur pour se stabiliser lorsque les conditions de mesure varient brutalement d’un état à un autre. Le temps de réponse est pris à 95%de la valeur stabilisée Sa Stabilité opérationnelle et de stockage Facilité d'utilisation et de portabilité Les biocapteurs électrochimiques, une sous-classe de capteurs chimiques, combinent la sensibilité, comme indiqué par les faibles limites de détection, des transducteurs électrochimiques à la haute spécificité des processus de reconnaissance biologique Electrochemical biosensors, a subclass of chemical sensors, combine the sensitivity, as indicated by low detection limits, of electrochemical transducers with the high specificity of biological recognition processes

9 Biosensors : Basic Electrochemistry
Electrochemical detection : low cost, ease of use, portability, and simplicity of construction, very small sample volumes Potentiometry : reaction generates a mesurable charge accumulation or potential Voltammetry : current with Voltage Change Amperometry : the reaction being monitored electrochemically typically generates a measurable current Conductimetry : reaction alters the conductive properties of the medium between electrodes Impedancemetry : mesure the resistive and capacitive properties of materials upon perturbation of the system La Détection électrochimique présente les avantaes suivants ; faible coût, facilité d'utilisation, portabilité et simplicité de construction, très petits volumes d'échantillons Les techniques électrochimiques de base sont utilisées comme La potentiométrie ou on mesure une différence de potentiel à courant nul la voltamétrie : ou on impose un potentiel et on mesure un courant. La conductimétrie : ou on mesure une modification des propriétés conductrices du milieu entre les électrodes l’impédancemétrie : on mesure les propriétés résistives et capacitives des matériaux lors de la perturbation du système

10 Potentiometry ΔE = C + RT/nF ln (a)
based on measuring the potential of an electrochemical cell while drawing negligible current (e.g. glass pH electrode, ion selective electrodes) Two reference electrodes to measure the potential across a membrane that selectively reacts with the charged ion of interest These chemical sensors can be turned into biosensors by coating them with a biological element such as an enzyme that catalyzes a reaction that forms the ion that the underlying electrode is designed to sense (sensors for penicillin) Deux électrodes de référence pour mesurer le potentiel à travers une membrane qui réagit sélectivement avec l'ion chargé d'intérêt Ces capteurs chimiques peuvent être transformés en biocapteurs en les enrobant d'un élément biologique tel qu'une enzyme qui catalyse une réaction qui forme l'ion que l'électrode est conçue pour détecter (par exemple les capteurs pour la pénicilline). Biosensors and Bioelectronics 25 (2009) 497–501

11 Conductimetry Monitors changes in the electrical conductivity of the sample solution as the composition of the solution changes in the course of the chemical reaction (e.g. enzymes whose charged products result in ionic stength changes, and thus ↗ conductivity) Simple measurement (e.g. detection of metamphetamine in human urine) LA conductimétrie : Le biocapteur conductimétrique mesure les changements dans la conductivité électrique de la solution d'échantillon lorsque la composition de la solution change au cours de la réaction chimique Par exemple les enzymes dont les produits chargés entraînent des modifications de la force ionique augmentent ainsi la conductivité Un exemple de biocapteur conductimétrique la détection de la métamphatamine dans les urines Sensors 2008, 8(4), Biosensors & Bioelectronics Vol.11,No. 8,pp ,1996

12 Voltammetry/amperometry
We apply a potential to a working electrode vs a reference electrode and measuring the current Current is a result of a reduction or oxidation at the working electrode. And current is limited by the mass transport rate of molecules to the electrode The term voltammetry is used for those techniques in which E is scanned over a set potential range The current response is usually a peak or a plateau that is proportional to the concentration of analyte Voltammetric methods include : Voltamétrie linéaire Voltamétrie cyclique Voltamétrie Hydrodynamic Voltamétrie impulsionnelle différentielle Voltamétrie à ondes carrées Voltamétrie à courant alternativey polarography Voltamétrie à redissolution anodique Voltammetric methods include : linear sweep voltammetry cyclic voltammetry Hydrodynamic voltammetry differential pulse voltammetry square-wave voltammetry ac voltammetry polarography Stripping voltammetry Amperometric biosensors have additional selectivity in that the oxidation or reduction potential used for detection is characteristic of the analyte species

13 Voltammetry/amperometry
Technique used with biocatalytic and affinity sensors Simplicity and low LOD 3 electrodes used (millimetric, micrometric or screen-printed electrodes): Working electrode of a chemically stable solid, conductive material (Pt, Gold, carbon) Reference electrode (silver metal coated with a layer of silver chloride (Ag/AgCl) Auxiliary electrode (Pt wire ) Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 1747–1763

14 Impedance (Lorenz and Schulze in 1975)
- Primarily used for affinity biosensors - Measures the resistive and capacitive properties of materials upon perturbation of a system by a small amplitude sinusoidal ac excitation signal typically of 2–10 mV - Powerful technique because it is capable of sampling electron transfer at high frequency and mass transfer at low frequency Principalement utilisé pour les biocapteurs d'affinité Mesure les propriétés résistives et capacitives des matériaux lors de la perturbation d'un système par une excitation en courant alternatif sinusoïdal de faible amplitude signal typiquement de 2-10 mV Technique puissante car elle est capable d'échantillonner le transfert d'électrons à haute fréquence et le transfert de masse à basse fréquence - Peut être utilisé pour surveiller les liaison immunologique tels que la liaison d'anticorps (Ab) -antigène (Ag) sur une surface d'électrode, par exemple. où les petits changements d'impédance sont proportionnels à la concentration de l'espèce mesurée (Ag) - Can be used to monitor immunological binding events such as antibody (Ab)–antigen (Ag) binding on an electrode surface, e.g. where the small changes in impedance are proportional to the concentration of the measured species (Ag)

15 A Biosensor Should Be : Small, of a size appropriate for use. Not nano size to show how clever you are ! Manufacturable in large numbers and at low cost Rapid. Result within the timescale of the process/diagnostic test Economical. Low cost Self calibrating. Minimal action by user. Probably single use Un biocapteur doit répondre a ces critères : Petit, d'une taille appropriée à l'utilisation. - Sa fabrication est possible en grand nombre et à faible coût - temps de réponse Rapide. Résultat dans les brefs délai ce qui est primordial pour les tests de diagnostic - Économique. Faible coût de propriété - Auto-étalonnage. Il faut minimiser les actions par l'utilisateur. Probablement à usage unique notamment pour les test de diagnostique

16 And Most Importantly Satisfy a Strong, Large Market Need!!
Et le plus important : Satisfaire un fort, grand besoin du marché!

17 Biosensors commercialised
ClearBlue Pregnancy Biosensor Exemple de biocapteur dont vous avez entendu parler et qui sont commercialisés sur le marché Détection colorimétrique

18 Electrochemical biosensors can be divided into two main categories based on the nature of the biological recognition process: biocatalytic devices : incorporate enzymes, whole cells or tissue slices that recognize the target analyte and produce electroactive species (glucose biosensor, lactose, xanthine…) affinity devices : rely on a selective binding interaction between the analyte and a biological component such as an antibody, nucleic acid or a receptor Les biocapteurs électrochimiques peuvent être divisés en deux catégories principales en fonction de la nature du processus de reconnaissance biologique: - Dispositifs biocatalytiques: incorporent des enzymes, des cellules entières ou des moceaux de tissus qui reconnaissent l'analyte cible et produisent des espèces électroactives (biocapteur de glucose, lactose, xanthine ...) - des capteurs d'affinité: s'appuient sur une interaction de liaison sélective entre l'analyte et un composant biologique tel qu'un anticorps, un brin d’ADN, un acide nucléique ou un récepteur

19 Biocatalytic sensors They primarily use enzymes due to their high biocatalytic activity and specificity Relatively simple designs Easy to use compact inexpensive devices different detection configurations (stationary sample solution, flow conditions, a micro drop using a microelectrode) Can easily adapted to automatic clinical lab and/or industrial analysis Les biocapteurs biocatalytiques Ils utilisent principalement des enzymes en raison de leur haute activité biocatalytique et de leur spécificité ils ont les avantages suivants : Une conception relativement simples Facile à utiliser compact peu coûteux différentes configurations de détection (solution stationnaire, conditions d'écoulement, microgoutte en utilisant une microélectrode) Peut facilement être adapté au laboratoire clinique automatique et / ou à l'analyse industrielle En l'absence d'enzymes suffisamment sélectives pour l'analyte ou l'analyte n'étant pas communément trouvé dans les systèmes vivants les biocapteurs d'affinité sont considérés comme une méthode alternative If lack of sufficiently selective enzymes for the analyte or the analyte not being commonly found in living systems  affinity biosensors are considered as an alternative method

20 Enzyme-based electrodes
Are electrochemical probes with a thin layer of immobilized enzyme on the surface of the working electrode Enzyme : most critical component of the electrode since it provides the selectivity for the sensor and catalyzes the formation of the electroactive product for detection The lifespan of the biosensor depends on the shelf life and stability of an enzyme Advantages : Simple and inexpensive to construct Provide rapid analysis Easily regenerate Reusable Disadvantages : number of available enzyme based biosensors is still smaller than the number of potential analytes the enzyme layer has to be replaced periodically since it gradually loses activity. Un exemple des biocapteur biocatalytique je cite les Électrodes à base d'enzymes Qui sont des sondes électrochimiques avec une fine couche d'enzyme immobilisée à la surface de l'électrode de travail Enzyme: composant le plus critique de l'électrode fournit la sélectivité pour le capteur et catalyse la formation du produit électroactif pour la détection La durée de vie du biocapteur dépend de la durée de conservation et de la stabilité de l’ enzyme Avantages: Simple et peu coûteux à construire Fourni une analyse rapide Facilement régénéré Réutilisable Désavantages : - nombre de biocapteurs à base d'enzymes disponibles est toujours inférieur au nombre d'analytes potentiels - la couche d'enzyme doit être remplacée périodiquement puisqu'elle perd progressivement son activité.

21 Enzyme-based electrodes
1st-generation biosensors Oxygen-based 3rd-generation Directly coupled enzyme electrode 2nd-generation Mediator-based Les capteurs enzymatiques ont connu une évolution depuis leurs mise en place par Clark et Lyion en 1962 Les tout premiers biocapteur connu sous le nom de capteur de première génération ou capteur a Oxygène Suivi par les capteurs enzymatqiue a médiateur et récemment avec les capteur enzymatiques a l’électrode Le principe du biocapteur a glucode première génération est le suivant Dans l'équation (1), le groupe prothétique de l'enzyme la glucose oxydase, FAD, est réduit et le glucose est oxydé en d-D-gluconolactone L'oxygène moléculaire agit comme agent oxydant pour produire de l'hydrogène peroxyde (eqn (2)). Au cours de l'oxydation de H2O2 à l’ électrode deux électrons sont transférés. La quantité de H2O2 est proportionnelle a la quantité de glucose dans le milieu Les réactions directes d'oxydoréduction entre les enzymes et les électrodes sont très rare car la plupart des protéines ont tendance à se dénaturer au surface de l'électrode et de nombreuses réactions de transfert d'électrons directs sont lents et irréversibles. Need for constant presence of ambient oxygen as a co-substrate for the enzyme to function optimally ! O2 not very soluble in aquous solutions and can limit the currents produced in the presence of Glucose Oxygen-dependent first-generation biosensor with amperometric detection

22 2nd-generation Mediator-based
Replacement of O2 by artificial redox mediators Mediators : small, soluble molecules, capable of undergoing rapid and reversible redox reactions, which shuttle electrons between the redox center at the active site of the enzyme and the electrode surface Médiateurs: petites molécules solubles, capables de subir des réactions d'oxydoréduction rapides et réversibles, qui relient les électrons entre le centre redox au site actif de l'enzyme et la surface de l'électrode Médiateur : non toxique, indépendant du pH, stable à la fois sous forme oxydée et réduite, et non réactif avec l'oxygène (par exemple les quinones, les sels conducteurs organiques, les colorants, les complexes de ruthénium, le ferrocène, les dérivés de ferricyanure ...) Mox Mred Mediators :nontoxic, independent of the pH, stable in both the oxidized and reduced forms, and unreactive with oxygen (e.g. quinones, organic conducting salts, dyes, ruthenium complexes, ferrocene, ferricyanide derivatives…)

23 3rd-generation Directly coupled enzyme electrode
have the biorecognition component coupled with the electrode by co-immobilizing the enzyme and the mediator at an electrode surface by the means of a conducting polymer Co-immobilization prevents the mediators from diffusing out of the biosensor film co-immobilization or flexible surrounding redox polymer : help to transport electrons in an array of rapid electron relays and hence generate high current densities avoir le composant de bio-reconnaissance couplé à l'électrode en co-immobilisant l'enzyme et le médiateur à la surface d'une électrode au moyen d'un polymère conducteur La co-immobilisation empêche les médiateurs de diffuser hors du film de biocapteur co-immobilisation ou enrobage dans un polymère redox flexible : aide au transport d'électrons dans un réseau de relais à électrons rapides et génère ainsi des densités de courant élevées Avatage idéal pour des mesures répétées puisque ni médiateur ni enzyme doivent être ajoutés. Ce qui abaisse le coût par mesure et ouvre des possibilités de mesures continues des analytes ideal for repeated measurements since neither mediator nor enzyme need to be added. lowers the cost per measurement and opens up possibilities for continuously monitoring the analytes Wired enzymes : enzymes immobilized in flexible redox polymers that are covalently attached to the electrode

24 How preparing enzyme electrodes ?
Immobilization methods are considered successful if the biosensors prepared are stable, reusable, and maintain the selectivity of the enzyme. E + S ES E + P Michaelis Menten : Les méthodes d'immobilisation sont considérées comme efficaces si les biocapteurs préparés sont stables, réutilisables et conservent la sélectivité enzyme. LA réaction enzymatqiue s’écrit comme suit et sa vitesse est régit par la loi de Michaelis 𝑉 𝑒 = 𝑉 𝑚𝑎𝑥 [𝑆] 𝐾 𝑚 +[𝑆] Where Vmax : maximum velocity of a reaction that occurs at high substrate concentrations when the enzymes are saturated Km : Michaelis constant, is the substrate concentration at which the reaction velocity is half-maximal The enzyme should have high Vmax and low Km values when immobilized on the transducer !

25 How preparing enzyme electrodes ?
Common enzyme immobilization methods : enzyme entrapment against the electrode using a preformed membrane Encapsulation inclusion in a gel or electropolymerized film incorporation in a carbon paste adsorption cross-linking covalent attachment (NH2, COOH, OH, SH) Méthodes communes d'immobilisation des enzyme sont : - piégeage en utilisant une membrane préformée - Encapsulation - inclusion dans un gel ou un film électropolymérisé - incorporation dans une pâte de carbone - adsorption - réticulation - fixation covalente (NH2, COOH, OH, SH) Couplage covalent doit avoir lieu dans des conditions douces (faibles forces ioniques, basses températures et pH physiologiques proches) mild conditions (low ionic strengths, low temperatures, and near physiological pHs)

26 How preparing enzyme electrodes ?

27 Personal Blood Glucose Monitors
(Calrk & Lyons 1962) [Fe(CN)₆]4– [Fe(CN)₆]3– Principle of solution mediation (2nd generation) Range of 1.1 – 33.3 mM glucose with a precision of 3–8% and test time of about 30 seconds or less. Other examples: Xanthine sensors to determine the freshness of fish meat Blood Lactate sensors as indicators of acidosis or bacterial meningitis

28 Interference-based enzyme electrodes
are probes used for quantitative analysis based on the changes in the rate of catalytic reactions when enzyme effectors bind, such as nhibitors or activators  electrochemical response decreased because substrate cannot freely access the catalytic site (e.g. sensors for pesticides such as organophosphate and carbamate, respiratory poisons such as cyanide and azide, as well as toxic heavy metals) Electrodes enzymatiques à interférence sont des sondes utilisées pour l'analyse quantitative basée sur les changements dans le taux de réactions catalytiques en présence d’inhibiteurs ou d’activateurs  la réponse électrochimique diminue parce que le substrat ne peut pas accéder librement au site catalytique (par exemple des capteurs pour des pesticides tels que les organophosphates et les carbamates, des poisons respiratoires tels que le cyanure et l'azoture, ainsi que des métaux lourds toxiques) Biocapteurs à base de tissus et de bactéries par exemple. Bananatrode: l'une des premières utilisations du tissu dans un biocapteur qui est riche en polyphénol oxydase (PPO), mélangés dans une matrice de pâte de carbone pour donner un capteur de dopamine à réponse rapide et sensible. La sonde ampérométrique obtenue a une activité biocatalytique élevée, une bonne stabilité dans le temps et une sélectivité favorable Biosensors based on tissue and bacteria e.g. Bananatrode: one of the early uses of tissue in a biosensor which is rich with polyphenol oxidase (PPO), mixed in a carbon paste matrix to yield a fast responding and sensitive dopamine sensor. The amperometric probe has high biocatalytic activity, good time stability, and favorable selectivity

29 Affinity sensors They use the selective and strong binding of biomolecules such as antibodies (Ab), membrane receptors, or oligonucleotides, with a target analyte to produce a measurable electrical signal The molecular recognition in affinity biosensors is mainly determined by the complementary size and shape of the binding site to the analyte of interest Capteurs d'affinité Ils utilisent la liaison sélective et forte de biomolécules telles que des anticorps (Ab), des récepteurs membranaires ou des oligonucléotides, avec un analyte cible pour produire un signal électrique mesurable La reconnaissance moléculaire dans les biocapteurs d'affinité est principalement déterminée par la taille et la forme complémentaires du site de liaison à l'analyte d'intérêt Le transducteur électrochimique réagit à la reconnaissance moléculaire et convertit la réponse électrique en une sortie qui peut être amplifiée, stockée et affichée Avantages Biocapteurs très sensibles et sélectifs en raison de la haute affinité et de la spécificité de la biomolécule pour son ligand Petits volumes d'échantillons Low LOD Peu ou pas de préparation d'échantillon, utilisation réduite de produits chimiques, peu de déchets Facilité d'automatisation The electrochemical transducer responds to the binding event and converts the electrical response to an output that can be amplified, stored and displayed Very sensitive and selective biosensors due to the High affinity and specificity of the biomolecule for its ligand Small sample volumes Low LOD Little or no sample preparation, reduced use of chemicals, little waste Ease of automation

30 Immobilization of antibodies
Special care has to be taken when immobilizing antibodies with respect to their orientation on the solid surface The tips of the Y-shaped arms containing the binding sites of antibodies have to be exposed to the sample and therefore Abs cannot be randomly oriented on the surface the density of the Abs on the surface cannot be too high to minimize steric hindrance Un soin particulier doit être pris lors de l'immobilisation des anticorps par rapport à leur orientation sur la surface solide Les pointes des bras en forme de Y contenant les sites de liaison des anticorps doivent être exposés à l'échantillon et donc Abs ne peut pas être orienté au hasard sur la surface la densité de l'ABS sur la surface ne peut pas être trop élevée pour minimiser l'encombrement stérique Méthodes d'immobilisation communes Ab: liaisons peptidique adsorption sur une matrice de polymère conducteure telle que le polypyrrole liaison covalente Common Ab immobilization methods : biotin–streptavidin linkages adsorption to a conductive polymer matrix such as polypyrrole - covalent binding

31 DNA hybridization biosensors
Electrochemical DNA hybridization biosensors are useful in the diagnosis of genetic or infectious diseases, in environmental monitoring, to detect microorganism contaminants in food and beverages, and for national defense applications… 20–40 basepair single-stranded DNA segments with the ability to selectively bind with target analyte are immobilized on the electrode surface Les biocapteurs électrochimique d'hybridation d'ADN sont utiles dans le diagnostic de maladies génétiques ou infectieuses, dans la surveillance de l'environnement, pour détecter contaminants de micro-organismes dans les aliments et les boissons, et pour les applications de la défense nationale ... 20-40 paires de base simple brin avec la capacité de se lier sélectivement à la cible est immobilisé sur la surface de l'électrode Un signal électrochimique peut résulter d'un médiaeur électroactif qui se lie préférentiellement à l'ADN double brin au lieu d'ADN simple brin des sondes telles que le ferrocène LOD ~ M An electrochemical signal can result from an electroactive indicator that binds preferentially to the DNA duplexes instead of single-stranded DNA probes such as ferrocene

32 Les transducteurs L’électrode est le matériel de base permettant le transfert de charge. Ajout de matériaux qui améliorent le transfert de charge et/ou confèrent des propriétés particulières à la surface (i.e augmentation de la surface active via une structuration tridimenstionnelle) : Les polymères organiques conducteurs Le graphène et nanotubes de carbone Les nanoparticules métalliques Les monocouches auto-assemblées