Conception d'un capteur plasmonique à haute sensibilité pour la détection de biomolécules associées au cancer de la prostate

Abstract

Ce travail s’inscrit dans le domaine de la photonique appliquée à la biodétection, et plus particulièrement dans la conception de capteurs optiques à haute sensibilité basés sur le phénomène de résonance plasmonique. L’objectif principal était de proposer et d’analyser une structure capable de détecter avec précision de faibles variations de l’indice de réfraction, en lien direct avec la détection du biomarqueur PSA associé au cancer de la prostate. À travers une étude numérique détaillée, le comportement spectral du capteur a été analysé pour différentes valeurs de l’indice de réfraction allant de 1.3331.3331.333 à 1.3601.3601.360 RIU. Les résultats obtenus montrent clairement un déplacement systématique du pic de résonance (redshift), confirmant la forte dépendance entre la position spectrale et les propriétés optiques du milieu analyte. Ce phénomène constitue le principe fondamental du mécanisme de détection utilisé. L’analyse des différents pics de résonance a permis de mettre en évidence des variations significatives de la sensibilité selon la région spectrale étudiée. Certaines configurations présentent une réponse plus linéaire et plus stable, traduisant un meilleur couplage entre le mode optique guidé et le milieu environnant. Ces zones optimales ont permis d’identifier les conditions les plus favorables pour le fonctionnement du capteur. Globalement, les résultats obtenus confirment que l’optimisation de la géométrie de la structure joue un rôle essentiel dans l’amélioration des performances du capteur, notamment en termes de sensibilité et de sélectivité. Ainsi, la structure étudiée démontre un potentiel prometteur pour des applications de détection biomédicale, en particulier pour le suivi et le diagnostic précoce du cancer de la prostate. Enfin, ce travail ouvre des perspectives intéressantes, notamment l’optimisation avancée de la structure (matériaux, dimensions et configuration), ainsi que l’intégration de techniques d’intelligence artificielle pour améliorer la précision de détection et exploiter pleinement les performances des capteurs plasmoniques de nouvelle génération.