FR2933197A1 - Pixel type bioassay device useful in a biosensor, comprises a photosensitive layer, a unit for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, a unit for reading and processing electric quantity, and a capture mixture - Google Patents

Pixel type bioassay device useful in a biosensor, comprises a photosensitive layer, a unit for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, a unit for reading and processing electric quantity, and a capture mixture Download PDF

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Jeffrey M Raynor
Michael Maurin
Neal Perley Mitchell O
Pierre Francois Lenne
Herve Rigneault
Renaud Vincentelli
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Universite Paul Cezanne Aix Marseille III
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Abstract

The pixel type bioassay device comprises a photosensitive layer (20), a unit for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, a unit for reading and processing electric quantity supplied by the collecting unit for supplying a characteristic value of light intensity detected by the photosensitive layer, and a capture mixture (12) comprising a protein probe (14) grafted to a hydrogel (16, 18). The capture mixture is arranged on an external surface (22) of the photosensitive layer for capturing the predetermined target proteins. The pixel type bioassay device comprises a photosensitive layer (20), a unit for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, a unit for reading and processing electric quantity supplied by the collecting unit for supplying a characteristic value of light intensity detected by the photosensitive layer, and a capture mixture (12) comprising a protein probe (14) grafted to a hydrogel (16, 18). The capture mixture is arranged on an external surface of the photosensitive layer for capturing the predetermined target proteins. The outer surface of the photosensitive layer has a sufficient size for receiving a predetermined dose of probe protein in drop form, and a surface of 25500x 10 -> 1> 2>m 2>. The unit for collecting electrons comprises collection areas present in islets and spaced from each other in the photosensitive layer. The collection areas are spaced at a distance less than a maximum predetermined distance, and fixed according to a distance of recombination of photoelectrons emitted in the photosensitive layer. The photosensitive layer comprises a first portion fitted with a first part of the collecting unit to detect an incident light intensity from the capture mixture and providing a first electrical quantity (Iph + Idl), and a second portion fitted with a second part of the collecting unit protected against the incident light intensity from the capture mixture and providing a second electrical quantity (Id2). The unit for reading and processing comprises a treatment unit combined with first and second electrical quantities for supplying a characteristic value of light intensity detected by the first portion of the photosensitive layer. Independent claims are included for: (1) a process for manufacturing a bioassay device; and (2) a biosensor.

Description

DISPOSITIF D'ANALYSE BIOLOGIQUE DE TYPE PIXEL, BIOCAPTEUR CMOS ET PROCEDES DE FABRICATION CORRESPONDANTS PIXEL-LIKE BIOLOGICAL ANALYSIS DEVICE, CMOS BIOSENSOR AND METHODS OF MAKING SAME

La présente invention concerne un dispositif d'analyse biologique de type pixel. La présente invention concerne également un biocapteur CMOS comportant une pluralité de dispositifs d'analyse biologique de type pixel disposés en une matrice de pixels. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif d'analyse biologique de type pixel et un procédé de fabrication d'un biocapteur CMOS comportant une pluralité de dispositifs d'analyse biologique de type pixel disposés en une matrice de pixels. La présente invention concerne de façon générale des perfectionnements aux techniques d'analyse biologique décrites dans le brevet US 6,325,977 ou dans la demande internationale WO 2006/082336. Ces techniques envisagent l'utilisation de dispositifs d'analyse biologique de type pixel comportant . - une couche photosensible et des moyens de collecte de photoélectrons dans la couche photosensible, et - des moyens de lecture et de traitement d'une grandeur électrique fournie par les moyens de collecte pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la couche photosensible. Dans ces documents, des imageurs CCD ou CMOS du commerce sont utilisés pour l'étude de structures moléculaires organiques solides, c'est-à-dire structurellement stables et résistantes à des conditions expérimentales même extrêmes, telles que par exemple des oligonucléotides (ARN, ADN,...). Dans ces applications, The present invention relates to a biological analysis device of the pixel type. The present invention also relates to a CMOS biosensor comprising a plurality of pixel-type biological analysis devices arranged in a matrix of pixels. The present invention also relates to a method of manufacturing a pixel-type biological analysis device and a method of manufacturing a CMOS biosensor comprising a plurality of pixel-type biological analysis devices arranged in a pixel array. The present invention generally relates to improvements to the biological analysis techniques described in US Pat. No. 6,325,977 or International Application WO 2006/082336. These techniques envisage the use of pixel-type biological analysis devices comprising. a photosensitive layer and means for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, and means for reading and processing an electrical quantity supplied by the collection means for supplying a characteristic value of a detected light intensity. by the photosensitive layer. In these documents, commercial CCD or CMOS imagers are used for the study of solid organic molecular structures, that is to say structurally stable and resistant to even extreme experimental conditions, such as for example oligonucleotides (RNA, DNA ...). In these applications,

les oligonucléotides peuvent être directement greffés sur la surface externe des biocapteurs. Mais les biocapteurs réalisés à partir de tels imageurs sont beaucoup moins adaptés à des structures plus fragiles telles que les protéines qui, elles, perdent facilement leurs fonctionnalités, par modification de leur structure tridimensionnelle ou dénaturation, sous l'effet de la température ou de la déshydratation. Les propriétés intrinsèques des biomolécules de cette famille font que leur étude de manière standardisée, multiplexée et miniaturisée (au format d'un biocapteur) reste à l'heure actuelle, encore délicate. Pourtant, elles permettraient d'envisager des applications dans le domaine du test diagnostic de maladies infectieuses, d'allergies, de pollutions, dans la détection de drogues, ou dans le domaine de la défense, etc. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif d'analyse biologique apte à utiliser des structures plus fragiles que les oligonucléotides envisagés dans les documents de l'état de la technique. Un mode de réalisation de l'invention concerne ainsi un dispositif d'analyse biologique de type pixel comportant une couche photosensible, des moyens de collecte de photoélectrons dans la couche photosensible, et des moyens de lecture et de traitement d'une grandeur électrique fournie par les moyens de collecte, pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la couche photosensible. Le dispositif d'analyse comporte un mélange de capture comportant une protéine sonde greffée à un hydrogel, le mélange de capture étant disposé sur une surface externe de la couche photosensible pour la capture de protéines cibles prédéterminées. Selon un mode de réalisation, la surface externe de 35 la couche photosensible est de taille suffisante pour the oligonucleotides can be directly grafted onto the outer surface of the biosensors. But biosensors made from such imagers are much less suitable for more fragile structures such as proteins, which, they easily lose their functionality, by changing their three-dimensional structure or denaturation, under the effect of temperature or dehydration. The intrinsic properties of the biomolecules of this family mean that their study in a standardized, multiplexed and miniaturized manner (in the format of a biosensor) remains at present, still delicate. However, they would make it possible to envisage applications in the field of the diagnostic test of infectious diseases, allergies, pollution, in the detection of drugs, or in the field of the defense, etc. It may thus be desirable to provide a biological analysis device capable of using more fragile structures than the oligonucleotides envisaged in the documents of the state of the art. One embodiment of the invention thus relates to a pixel-type biological analysis device comprising a photosensitive layer, means for collecting photoelectrons in the photosensitive layer, and means for reading and processing an electrical quantity supplied by the collection means for providing a characteristic value of a light intensity detected by the photosensitive layer. The analysis device comprises a capture mixture comprising a hydrogel-grafted probe protein, the capture mixture being disposed on an outer surface of the photosensitive layer for capturing predetermined target proteins. According to one embodiment, the outer surface of the photosensitive layer is of sufficient size to

recevoir l'intégralité d'une dose prédéterminée de protéine sonde sous forme de goutte. Selon un mode de réalisation, la surface externe de la couche photosensible présente une surface d'au moins 25500.10-12 m2. Selon un mode de réalisation, les moyens de collecte d'électrons comportent plusieurs zones de collecte conformées en îlots et espacées les unes des autres dans la couche photosensible. receive all of a predetermined dose of probe protein in the form of a drop. According to one embodiment, the outer surface of the photosensitive layer has an area of at least 25500.10-12 m2. According to one embodiment, the electron collection means comprise a plurality of island-shaped collection zones spaced from one another in the photosensitive layer.

Selon un mode de réalisation, les zones de collecte sont espacées les unes des autres dans la couche photosensible d'une distance inférieure à une distance maximale prédéterminée et fixée en fonction d'une distance de recombinaison de photoélectrons émis dans la couche photosensible. Selon un mode de réalisation, la couche photosensible comporte une première portion, munie d'une première partie des moyens de collecte, apte à détecter une intensité lumineuse incidente provenant du mélange de capture et fournissant une première grandeur électrique et une seconde portion, munie d'une seconde partie des moyens de collecte, protégée contre l'intensité lumineuse incidente provenant du mélange de capture et fournissant une seconde grandeur électrique, et les moyens de lecture et de traitement comprennent des moyens de traitement combiné des première et seconde grandeurs électriques, pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la première portion de la couche photosensible. According to one embodiment, the collection areas are spaced apart from one another in the photosensitive layer by a distance less than a predetermined maximum distance and set according to a recombination distance of photoelectrons emitted in the photosensitive layer. According to one embodiment, the photosensitive layer comprises a first portion, provided with a first portion of the collection means, able to detect an incident light intensity from the capture mixture and providing a first electrical quantity and a second portion, provided with a second part of the collection means, protected against the incident light intensity from the capture mixture and providing a second electrical magnitude, and the reading and processing means comprise combined treatment means of the first and second electrical quantities, for providing a characteristic value of a light intensity detected by the first portion of the photosensitive layer.

Selon un mode de réalisation, le procédé comporte des étapes de : préparation de la surface externe de la couche photosensible destinée à recevoir le mélange de capture, comprenant une étape de silanisation de la surface externe ; oxydation de l'hydrogel et greffage de l'hydrogel oxydé sur la surface externe silanisée ; According to one embodiment, the method comprises steps of: preparing the outer surface of the photosensitive layer for receiving the capture mixture, comprising a step of silanization of the outer surface; oxidation of the hydrogel and grafting of the oxidized hydrogel on the silanized outer surface;

carboxylation et activation de l'hydrogel greffé, et greffage de la protéine sonde dans l'hydrogel activé. Selon un mode de réalisation, l'étape de préparation de la surface externe par silanisation comporte les phases suivantes : nettoyage de la surface externe par rinçages successifs à l'eau déminéralisée, à l'acétone et à l'éthanol absolu dans un bain à ultrasons ; oxydation alcaline de la surface externe par oxydation sous l'action d'un plasma ozone, puis traitement par une solution d'hydroxyde de potassium pendant plusieurs heures à température ambiante ; immersions successives dans de l'eau déminéralisée puis dans l'éthanol absolu sous ultrasons et séchage sous flux d'Argon silanisation de la surface externe au moyen d'une solution de 3-aminopropyltriethoxysilane dans de l'éthanol pendant plusieurs heures ; immersions successives dans de l'eau déminéralisée puis dans l'éthanol absolu sous ultrasons et séchage sous flux d'Argon ; chauffage du dispositif pendant plusieurs heures puis maintien sous atmosphère inerte. Selon un mode de réalisation, l'étape d'oxydation et de greffage de l'hydrogel comporte les phases suivantes : dissolution de l'hydrogel dans de l'eau déminéralisée, puis traitement par une solution de périodate de sodium dont le volume est ajusté afin d'obtenir un mélange dont le ratio molaire entre le périodate de sodium et un motif monomère prédéterminé et répété de l'hydrogel est de l'ordre de 50%, protection du mélange réactionnel obtenu contre la lumière et agitation pendant plusieurs heures à température ambiante, pour obtenir un hydrogel oxydé, greffage de l'hydrogel oxydé sur la surface externe silanisée et agitation à température ambiante et à l'abri de la lumière pendant plusieurs heures, traitement de l'ensemble obtenu par une solution aqueuse de cyanoborohydrure de sodium pendant carboxylation and activation of the grafted hydrogel, and grafting of the probe protein in the activated hydrogel. According to one embodiment, the step of preparation of the external surface by silanization comprises the following phases: cleaning of the external surface by successive rinsing with demineralised water, acetone and absolute ethanol in a hot water bath. ultrasound; alkaline oxidation of the outer surface by oxidation under the action of ozone plasma, followed by treatment with potassium hydroxide solution for several hours at room temperature; successive immersions in demineralised water and then in absolute ethanol under ultrasound and drying under argon flow silanization of the outer surface by means of a solution of 3-aminopropyltriethoxysilane in ethanol for several hours; successive immersions in demineralized water and then in absolute ethanol under ultrasound and drying under an Argon flux; heating the device for several hours and then maintained under an inert atmosphere. According to one embodiment, the oxidation and grafting step of the hydrogel comprises the following phases: dissolution of the hydrogel in demineralised water, followed by treatment with a solution of sodium periodate whose volume is adjusted to obtain a mixture whose molar ratio between the sodium periodate and a predetermined and repeated monomer unit of the hydrogel is of the order of 50%, protection of the reaction mixture obtained against light and stirring for several hours at room temperature ambient, to obtain an oxidized hydrogel, grafting the oxidized hydrogel on the silanized outer surface and stirring at room temperature and protected from light for several hours, treatment of the assembly obtained with an aqueous solution of sodium cyanoborohydride while

plusieurs heures afin de réduire des bases de Schiff formées, puis rinçage à l'eau déminéralisée, à l'éthanol et séchage sous flux d'Argon. Selon un mode de réalisation, l'étape de carboxylation et d'activation de l'hydrogel greffé comporte les phases suivantes : traitement de l'hydrogel greffé par une solution d'acide bromoacétique dans du périodate de sodium pendant plusieurs heures à température ambiante et sous Argon, purge du mélange réactionnel obtenu puis rinçage à l'eau déminéralisée, à l'éthanol et séchage sous flux d'Argon, activation sous forme d'esters des résidus carboxylates formés, puis rinçage à l'eau. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape préalable de traitement de la surface externe de la couche photosensible destinée à recevoir le mélange de capture à l'aide d'un revêtement hydrophobe dont la rugosité est choisie en sorte qu'au moins une solution déposée sur la couche photosensible pendant la préparation du mélange de capture ne s'étale pas au-delà de la couche photosensible. Selon un mode de réalisation, le procédé comporte une étape consistant à dimensionner la surface externe de la couche photosensible destinée à recevoir le mélange de capture de manière à ce qu'elle corresponde à la taille d'une dose prédéterminée de mélange de capture pouvant être disposée sur la surface externe sous la forme d'une goutte. Un mode de réalisation de l'invention concerne également un biocapteur comportant une pluralité de dispositifs d'analyse biologique de type pixel tels que décrits ci-dessus, disposés en une matrice de pixels, et un circuit de traitement des signaux fournis en sortie de la matrice de pixels. several hours to reduce formed Schiff bases, followed by rinsing with deionized water, ethanol and drying under Argon flux. According to one embodiment, the carboxylation and activation step of the grafted hydrogel comprises the following phases: treatment of the grafted hydrogel with a solution of bromoacetic acid in sodium periodate for several hours at room temperature and under Argon, purging the reaction mixture obtained and rinsing with demineralized water, ethanol and drying under an Argon flux, activation in the form of esters of the carboxylate residues formed, then rinsing with water. According to one embodiment, the method comprises a preliminary step of treating the outer surface of the photosensitive layer intended to receive the capture mixture with the aid of a hydrophobic coating whose roughness is chosen so that at least one The solution deposited on the photosensitive layer during the preparation of the capture mixture does not spread beyond the photosensitive layer. According to one embodiment, the method comprises a step of dimensioning the outer surface of the photosensitive layer for receiving the capture mixture so that it corresponds to the size of a predetermined dose of capture mixture that can be disposed on the outer surface in the form of a drop. An embodiment of the invention also relates to a biosensor comprising a plurality of pixel-type biological analysis devices as described above, arranged in a matrix of pixels, and a signal processing circuit provided at the output of the device. pixel matrix.

Selon un mode de réalisation, chaque pixel de la matrice de pixels comporte un convertisseur de signaux analogiques en signaux numériques pour la conversion numérique de la valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la couche photosensible de ce pixel, et le circuit de traitement des signaux fournit en sortie de la matrice de pixels comporte un bus de transmission de données numériques connecté aux convertisseurs des pixels de la matrice. According to one embodiment, each pixel of the pixel matrix comprises an analog signal converter in digital signals for the digital conversion of the characteristic value of a light intensity detected by the light-sensitive layer of this pixel, and the processing circuit of the pixels. signals provides at the output of the pixel array comprises a digital data transmission bus connected to the matrix pixel converters.

Selon un mode de réalisation, chaque pixel est séparé d'un pixel adjacent par un joint isolant conformé pour isoler électriquement la couche photosensible du pixel de la couche photosensible du pixel adjacent. Selon un mode de réalisation, le biocapteur présente une surface de contact avec un fluide à analyser, cette surface comprenant une première zone centrale dans laquelle est disposée la matrice de pixels, recouverte par un revêtement hydrophobe, une première zone périphérique entourant la zone centrale, comprenant des circuits électroniques et recouverte par un revêtement hydrophile, une seconde zone périphérique entourant la première zone périphérique, comprenant des plages de contact électrique et recouverte par un revêtement hydrophobe, et une barrière d'une résine biocompatible recouvrant la seconde zone périphérique, fixée sur le revêtement hydrophile. Selon un mode de réalisation, le revêtement hydrophile est de l'oxyde de silicium. Selon un mode de réalisation, le revêtement hydrophobe est du nitrure de silicium. Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits plus en détail dans la description qui suit, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement la structure d'un mode de réalisation d'un dispositif d'analyse biologique selon l'invention, - la figure 2 est le schéma électrique d'un biocapteur 5 comportant une pluralité de dispositifs tels que celui représenté sur la figure 1, - les figures 3a, 3b, 3c sont des organigrammes montrant des étapes successives d'un procédé de fabrication du dispositif de la figure 1, 10 - la figure 4a représente un mode de réalisation de moyens électroniques d'un dispositif d'analyse biologique selon l'invention, - la figure 4b représente un autre mode de réalisation de moyens électroniques d'un dispositif d'analyse biologique 15 selon l'invention, - la figure 5 représente schématiquement une structure de pixel différentiel utilisable dans un dispositif d'analyse biologique selon l'invention, - les figures 6a et 6b représentent des adaptations d'une 20 structure de pixel différentiel incluant un convertisseur analogique/numérique, - la figure 6c est le schéma électrique d'un biocapteur comportant une pluralité de pixels différentiels tels que celui représenté sur la figure 6a, 25 - les figures 7 et 8 représentent par des vues en coupe des modes de réalisation d'une couche photosensible utilisable dans un dispositif d'analyse biologique selon l'invention, - les figures 9a, 9b, 9c, 9d représentent plus en détail 30 divers modes de réalisation de la structure de pixel différentiel, - la figure 10 représente une structure de pixels adjacents utilisable dans un biocapteur selon l'invention, et According to one embodiment, each pixel is separated from an adjacent pixel by a shaped insulating seal to electrically isolate the photosensitive layer from the pixel of the photosensitive layer of the adjacent pixel. According to one embodiment, the biosensor has a contact surface with a fluid to be analyzed, this surface comprising a first central zone in which is disposed the pixel matrix, covered by a hydrophobic coating, a first peripheral zone surrounding the central zone, comprising electronic circuits and covered by a hydrophilic coating, a second peripheral zone surrounding the first peripheral zone, comprising electrical contact pads and covered by a hydrophobic coating, and a barrier of a biocompatible resin covering the second peripheral zone, fixed on the hydrophilic coating. According to one embodiment, the hydrophilic coating is silicon oxide. According to one embodiment, the hydrophobic coating is silicon nitride. Embodiments of the invention will be described in greater detail in the description which follows, given in a nonlimiting manner in relation to the appended figures in which: FIG. 1 schematically represents the structure of an embodiment of a Biological analysis device according to the invention, - Figure 2 is the electrical diagram of a biosensor 5 having a plurality of devices such as that shown in Figure 1; - Figures 3a, 3b, 3c are flow diagrams showing successive steps of a manufacturing method of the device of FIG. 1; FIG. 4a represents an embodiment of electronic means of a biological analysis device according to the invention; FIG. 4b represents another embodiment of embodiment of electronic means of a biological analysis device 15 according to the invention; - FIG. 5 schematically represents a differential pixel structure that can be used in a device. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 6a and 6b show adaptations of a differential pixel structure including an analog / digital converter; FIG. 6c is an electrical diagram of a biosensor comprising a plurality of pixels; As shown in FIG. 6a, FIGS. 7 and 8 show sectional views of embodiments of a photosensitive layer that can be used in a biological analysis device according to the invention, FIGS. 9b, 9c, 9d show in more detail various embodiments of the differential pixel structure, - Figure 10 shows an adjacent pixel structure usable in a biosensor according to the invention, and

- les figures 11A, 11B représentent schématiquement, respectivement par une vue de dessus et une vue en coupe, un mode de réalisation d'un biocapteur selon l'invention. Dans la description qui suit, divers détails spécifiques sont donnés pour une meilleure compréhension de modes de réalisation de l'invention. Les modes de réalisation décrits peuvent être mis en oeuvre en se passant d'un ou de plusieurs de ces détails, ou en utilisant d'autres méthodes, équipements, matériaux, etc. - Figures 11A, 11B show schematically, respectively from a top view and a sectional view, an embodiment of a biosensor according to the invention. In the following description, various specific details are given for a better understanding of embodiments of the invention. The described embodiments may be implemented by omitting one or more of these details, or by using other methods, equipment, materials, etc.

Dans certains cas, des matériaux ou des opérations en soi bien connus ne sont pas décrits en détail pour éviter d'obscurcir certains aspects des modes de réalisation décrits. Le fait de faire référence à un "mode de réalisation" dans la description signifie qu'une caractéristique ou une structure particulière décrite en relation avec ce mode de réalisation est incluse dans ce mode de réalisation. Ainsi, l'utilisation des expressions "dans un mode de réalisation" ou "selon un mode de réalisation" en divers points de la description ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. Par ailleurs, les caractéristiques particulières relatives à chaque mode de réalisation peuvent être combinées de manière appropriée pour former un ou plusieurs autres modes de réalisation. Enfin, les analyses, commentaires, déductions et conclusions exposés dans ce qui suit en relation avec l'art antérieur sont réputés faire partie intégrante de la présente invention. La figure 1 représente la structure générale d'un dispositif d'analyse biologique 10 et d'un biocapteur selon un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif d'analyse biologique 10 est réalisé sur un substrat semi-conducteur 25. Il comporte une couche d'un mélange de capture 12 comprenant une certaine quantité d'une protéine sonde 14 greffée à un hydrogel 16, 18 et destinée à capturer un certain type de protéine cible. In some cases, materials or operations that are well known in themselves are not described in detail to avoid obscuring certain aspects of the described embodiments. Referring to an "embodiment" in the description means that a particular feature or structure described in connection with this embodiment is included in this embodiment. Thus, the use of the terms "in one embodiment" or "in one embodiment" at various points of the description does not necessarily refer to the same embodiment. On the other hand, the particular features relating to each embodiment may be suitably combined to form one or more other embodiments. Finally, the analyzes, comments, deductions and conclusions set out in the following with respect to the prior art are deemed to be an integral part of the present invention. FIG. 1 represents the general structure of a biological analysis device 10 and a biosensor according to one embodiment of the invention. The biological analysis device 10 is produced on a semiconductor substrate 25. It comprises a layer of a capture mixture 12 comprising a certain amount of a probe protein 14 grafted to a hydrogel 16, 18 and intended to capture a certain type of target protein.

L'hydrogel comprend un milieu hydrophile 16 incorporant des molécules d'eau 18, tel que par exemple du Dextran (marque déposée), de la nitrocellulose, de l'acide hyaluronique ou bien un dérivé de ces polymères de saccharides ou encore du polyamide. Plus généralement cet hydrogel est un polymère naturel ou synthétique capable, selon sa formulation, de retenir jusqu'à 99 % d'eau. Chaque molécule de la protéine sonde 14 est adaptée pour s'apparier avec une molécule correspondante de protéine cible susceptible de se trouver dans une substance à analyser. En cas d'appariement des deux molécules, lorsqu'une molécule tierce marquée est ajoutée et associée à la molécule cible, par exemple un anticorps secondaire, une quantité de lumière peut être émise, par exemple par chimioluminescence ou par fluorescence. Le dispositif d'analyse biologique 10 comporte en outre une couche photosensible 20. Cette couche photosensible comporte une surface externe 22 sur laquelle est disposée la couche de mélange de capture 12. The hydrogel comprises a hydrophilic medium 16 incorporating water molecules 18, such as for example Dextran (registered trademark), nitrocellulose, hyaluronic acid or a derivative of these saccharide polymers or polyamide. More generally, this hydrogel is a natural or synthetic polymer capable, according to its formulation, of retaining up to 99% of water. Each molecule of the probe protein 14 is adapted to mate with a corresponding molecule of target protein likely to be in a substance to be analyzed. In case of pairing of the two molecules, when a labeled third molecule is added and associated with the target molecule, for example a secondary antibody, a quantity of light can be emitted, for example by chemiluminescence or fluorescence. The biological analysis device 10 further comprises a photosensitive layer 20. This photosensitive layer comprises an outer surface 22 on which the capture mixture layer 12 is arranged.

Cette couche photosensible 20 est adaptée pour absorber des photons émis par chimioluminescence ou fluorescence à partir du mélange de capture 12 et pour collecter des photoélectrons à l'aide d'au moins une zone de collecte non représentée sur la figure 1. Il s'agit par exemple d'une photodiode. De façon plus précise, la surface externe 22 est traitée, par exemple par silanisation, pour permettre le dépôt du mélange de capture 12 et notamment de l'hydrogel 16, 18 sur la couche photosensible 20. This photosensitive layer 20 is adapted to absorb chemiluminescence or fluorescence emitted photons from the capture mixture 12 and to collect photoelectrons using at least one collection zone not shown in FIG. for example a photodiode. More specifically, the outer surface 22 is treated, for example by silanization, to allow the deposition of the capture mixture 12 and in particular of the hydrogel 16, 18 on the photosensitive layer 20.

Enfin, le dispositif d'analyse biologique 10 comporte des moyens électroniques 24 de lecture et de traitement d'une grandeur électrique fournie par les moyens de collecte de la couche photosensible 20, pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la couche photosensible. Ces Finally, the biological analysis device 10 comprises electronic means 24 for reading and processing an electrical quantity supplied by the collection means of the photosensitive layer 20, for the supply of a characteristic value of a detected light intensity. by the photosensitive layer. These

moyens électroniques, représentés ici schématiquement, sont implantés sur le substrat semi-conducteur 25 et sont configurés pour réaliser un transfert des charges générées dans la couche photosensible 20. electronic means, represented here schematically, are implanted on the semiconductor substrate 25 and are configured to carry out a transfer of the charges generated in the photosensitive layer 20.

Le dispositif d'analyse biologique 10 permet de procéder à l'analyse d'une substance biologique susceptible de comporter une certaine quantité de la protéine cible correspondant à la protéine sonde greffée 14, à l'aide par exemple d'un protocole de détection par chimioluminescence. Ce protocole de détection par chimioluminescence comporte les étapes suivantes : - la substance biologique peut être traitée ou non par un agent de lyse afin de décomposer chimiquement certains de ses composants : cette étape rend certaines molécules de la substance biologique accessibles aux molécules de la protéine sonde 14 et donc analysables ; le mélange obtenu est ensuite déposé sur la couche de mélange de capture 12 du dispositif d'analyse biologique 10 comportant la protéine sonde 14, puis incubé pour une durée variable selon les espèces traitées, - une solution d'anticorps "secondaire" couplé à un marqueur de chimioluminescence, par exemple l'enzyme HorseRadish Peroxidase ou HRP, est ajoutée et l'ensemble est mis en incubation pour quelques minutes : cet anticorps vient se coupler de manière spécifique et avec une forte affinité aux couples formés par les molécules de protéine sonde et de protéine cible ; les concentrations et durées d'incubation peuvent, là encore, varier et sont optimisées selon l'application visée de façon connue en soi, - plusieurs lavages sont ensuite effectués afin d'éliminer toute trace d'anticorps secondaire adsorbé de manière non spécifique à la surface du dispositif d'analyse biologique 10 et pouvant engendrer une fausse The biological analysis device 10 makes it possible to analyze a biological substance that may comprise a certain quantity of the target protein corresponding to the grafted probe protein 14, for example using a detection protocol for chemiluminescence. This chemiluminescence detection protocol comprises the following steps: the biological substance may be treated or not with a lysing agent in order to chemically break down some of its components: this step makes certain molecules of the biological substance accessible to the molecules of the probe protein 14 and therefore analysable; the mixture obtained is then deposited on the capture mixture layer 12 of the biological analysis device 10 comprising the probe protein 14, then incubated for a variable duration depending on the treated species, - a "secondary" antibody solution coupled to a a chemiluminescence marker, for example the HorseRadish Peroxidase or HRP enzyme, is added and the whole is incubated for a few minutes: this antibody is coupled specifically and with high affinity to the pairs formed by the probe protein molecules and target protein; the incubation concentrations and times can, again, vary and are optimized according to the intended application in a manner known per se, - several washes are then carried out in order to eliminate any trace of secondary antibody adsorbed in a non-specific manner to the surface of the biological analysis device 10 and can generate a false

détection ; les types de lavage (temps, composition, concentration, nombre) sont variables et peuvent être adaptés de façon connue en soi selon les protéines manipulées lors du protocole de détection, - une activation d'un signal de chimioluminescence et une détection correspondante par le dispositif d'analyse biologique 10 est réalisée par l'ajout d'une solution révélatrice du substrat spécifique de l'enzyme HRP dans les conditions optimales de concentration et de pH pour un signal de chimioluminescence : cette solution révélatrice peut être obtenue commercialement ou préparée, par exemple sous forme de luminol ; elle est ajoutée sur toute la surface du dispositif d'analyse biologique 10 et le signal est immédiatement collecté par la couche photosensible 20, - un post-traitement informatique peut éventuellement être nécessaire afin d'amplifier le signal obtenu, - enfin, la comparaison de la valeur d'intensité lumineuse obtenue par le dispositif d'analyse biologique 10 avec une courbe d'étalonnage prédéterminée, ou déterminée en même temps que la mesure biologique, permet d'estimer la quantité de protéine cible présente dans l'échantillon de substance biologique. Le dispositif d'analyse biologique 10 peut aussi être utilisé pour procéder à l'analyse d'une substance biologique à l'aide d'un protocole de détection par fluorescence. Un tel protocole de détection par fluorescence comporte les mêmes étapes que le protocole de détection par chimioluminescence si ce n'est que l'anticorps secondaire est couplé à un fluorophore au lieu d'un marqueur de chimioluminescence et qu'une lumière excitatrice est apportée au lieu d'une solution révélatrice, pour l'activation d'un signal de fluorescence. detection; the washing types (time, composition, concentration, number) are variable and can be adapted in a manner known per se according to the proteins manipulated during the detection protocol, - activation of a chemiluminescence signal and corresponding detection by the device Biological analysis is carried out by adding a solution revealing the specific substrate of the HRP enzyme under optimal conditions of concentration and pH for a chemiluminescence signal: this revealing solution can be obtained commercially or prepared by example in the form of luminol; it is added over the entire surface of the biological analysis device 10 and the signal is immediately collected by the photosensitive layer 20, - a computer post-processing may possibly be necessary in order to amplify the signal obtained, - finally, the comparison of the luminous intensity value obtained by the biological analysis device 10 with a predetermined calibration curve, or determined at the same time as the biological measurement, makes it possible to estimate the quantity of target protein present in the sample of biological substance . The biological analysis device 10 can also be used to perform the analysis of a biological substance using a fluorescence detection protocol. Such a fluorescence detection protocol has the same steps as the chemiluminescence detection protocol except that the secondary antibody is coupled to a fluorophore instead of a chemiluminescence label and an excitatory light is provided to the instead of a revealing solution for the activation of a fluorescence signal.

Comme cela est représenté sur la figure 2, plusieurs dispositifs 10i,j, tels que le dispositif 10 de la figure 1, peuvent être agencés en une matrice de pixels d'un biocapteur. Chaque dispositif 10i,i représente un pixel de ligne i et de colonne j de la matrice. Sur la figure 2, seules les deux premières lignes et les trois premières colonnes d'une matrice de pixels sont représentées, mais il est facile de généraliser cette représentation à m lignes et n colonnes pour former un biocapteur complet. Les pixels 101,1, 101,2 et 101,3 sont reliés à un bus de première ligne 11 et les pixels 102,1, 102,2 et 102,3 à un bus de deuxième ligne 12 pour la transmission des valeurs d'intensité lumineuse. Les bus de lignes 11 et 12 sont quant à eux reliés à un registre à décalage horizontal 26. Les pixels 101,1 et 102,1 sont reliés à un bus de première colonne c1r les pixels 101,2 et 102,2 à un bus de deuxième colonne c2 et les pixels 101,3 et 102,3 à un bus de troisième colonne c3 pour la transmission des valeurs d'intensité lumineuse. Les bus de colonnes c1, c2 et c3 sont quant à eux reliés à un registre à décalage vertical 28. Les registres à décalage 26 et 28 sont reliés à un circuit de traitement des signaux 30 pouvant notamment comporter un circuit de numérisation des signaux. Pour réaliser un biocapteur agencé en matrice de pixels, d'autres structures que celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 2 sont envisageables. Notamment, chaque pixel peut être muni de son propre convertisseur de signaux analogiques en signaux numériques. Des exemples de telles structures seront décrits ultérieurement en référence aux figures 6a, 6b et 6c. De façon classique, le mélange de capture 12 est 35 disposé en deux temps sur le biocapteur. Dans un premier As shown in FIG. 2, several devices 10i, j, such as the device 10 of FIG. 1, can be arranged in a matrix of pixels of a biosensor. Each device 10i, i represents a line pixel i and column j of the matrix. In Figure 2, only the first two rows and the first three columns of a pixel array are shown, but it is easy to generalize this representation to m rows and n columns to form a complete biosensor. The pixels 101,1, 101,2 and 101,3 are connected to a first line bus 11 and the pixels 102,1, 102,2 and 102,3 to a bus of second line 12 for the transmission of the values of light intensity. The bus lines 11 and 12 are connected to a horizontal shift register 26. The pixels 101,1 and 102,1 are connected to a first-column bus c1r the pixels 101,2 and 102,2 to a bus second column c2 and pixels 101,3 and 102,3 to a third column bus c3 for the transmission of the light intensity values. The bus columns c1, c2 and c3 are connected to a vertical shift register 28. The shift registers 26 and 28 are connected to a signal processing circuit 30 may include in particular a digitizing circuit signals. To produce a biosensor arranged in a matrix of pixels, structures other than that which has just been described with reference to FIG. 2 are conceivable. In particular, each pixel can be provided with its own converter of analog signals into digital signals. Examples of such structures will be described later with reference to Figures 6a, 6b and 6c. Typically, the capture mixture 12 is arranged in two stages on the biosensor. Initially

temps, l'hydrogel 16 est déposé sur toute la surface du biocapteur. Dans un second temps, une solution de protéine sonde 14 spécifique est déposée localement sous forme de goutte. Plusieurs protéines sondes différentes peuvent ainsi être déposées sur le même substrat d'hydrogel, goutte à goutte, chaque goutte comportant une protéine sonde spécifique. Il a été expérimenté qu'une goutte de protéine sonde de quelques nanolitres peut suffire pour permettre une photodétection de protéine cible par chimioluminescence ou par fluorescence, ce qui correspond à une goutte d'environ 150 pm (micromètres) de diamètre. En dessous de cette taille, soit l'évaporation lors du dépôt de la solution de protéine sonde devient trop importante et ne permet plus le maintien de protéines sondes, soit la quantité de protéine sonde n'est pas suffisante pour permettre ensuite une photodétection par chimioluminescence (ou par fluorescence). Dans l'art antérieur, compte tenu de la taille des pixels d'un biocapteur classique, largement inférieure à 150 pm, une goutte de protéine sonde spécifique recouvre une pluralité de pixels d'un biocapteur du fait de leur faible surface, en général une dizaine, et les signaux électriques obtenus par la pluralité de pixels du biocapteur doivent être combinés par traitement a posteriori pour l'obtention d'une valeur effectivement révélatrice de la quantité de protéine cible dans l'échantillons biologique. Il vient que ce traitement a posteriori est complexe et peut être entaché d'erreurs. time, the hydrogel 16 is deposited on the entire surface of the biosensor. In a second step, a specific protein probe 14 solution is deposited locally in the form of drop. Several different probe proteins can thus be deposited on the same hydrogel substrate, drop by drop, each drop comprising a specific probe protein. It has been experimented that a drop of probe protein of a few nanoliters may be sufficient to allow photodetection of target protein by chemiluminescence or fluorescence, which corresponds to a drop of about 150 microns (microns) in diameter. Below this size, the evaporation during the deposition of the protein probe solution becomes too great and no longer allows the maintenance of protein probes, or the amount of protein probe is not sufficient to then allow a photodetection by chemiluminescence (or fluorescence). In the prior art, given the size of the pixels of a conventional biosensor, much less than 150 μm, a drop of specific probe protein covers a plurality of pixels of a biosensor because of their small surface area, generally a ten, and the electrical signals obtained by the plurality of pixels of the biosensor must be combined by a posteriori treatment to obtain a value effectively revealing the amount of target protein in the biological sample. It follows that this post-treatment is complex and can be tainted by errors.

En outre, pour éviter que des sources d'intensité lumineuse par chimioluminescence ou par fluorescence interfèrent entre deux gouttes de protéine sonde spécifique voisines, on doit espacer les gouttes de protéine sonde d'une distance suffisante. En général, cette distance peut représenter jusqu'à trois fois la In addition, in order to prevent chemiluminescent or fluorescent light intensity sources from interfering between two drops of neighboring specific probe protein, the probe protein drops must be spaced a sufficient distance apart. In general, this distance can represent up to three times the

taille d'une goutte de protéine sonde, soit environ 450 pm. Une surface photosensible non négligeable est ainsi perdue dans le biocapteur. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque pixel est avantageusement dédié à la détection d'une protéine cible particulière et présente une surface photosensible qui a des dimensions plus importantes que celles d'un imageur classique, adaptées à la taille d'une telle goutte. Chaque pixel présente par exemple une largeur de 150 pm ou plus (pour un pixel de forme carrée) correspondant à une surface de l'ordre de 25500 pm2 ou plus (soit 25500.10-12 m2 ou plus). Comme indiqué précédemment, cette surface minimale correspond à la taille d'une goutte de protéine sonde en deçà de laquelle soit l'évaporation lors du dépôt devient trop importante et ne permet plus le maintien de protéines sondes, soit la quantité de protéine sonde n'est pas suffisante pour permettre ensuite une photodétection par chimioluminescence ou par fluorescence. Sans ces contraintes, un pixel pourrait atteindre des dimensions largement inférieures, telles que 20 pm x 20 pm par exemple. Ainsi, une goutte de protéine sonde 14 spécifique est disposée sur le substrat d'hydrogel 16 au dessus de chaque dispositif d'analyse biologique, c'est-à-dire sur chaque pixel 10i,j de la matrice du biocapteur de manière à éviter tout traitement a posteriori tel que cité précédemment. Le protocole de détection par chimioluminescence ou par fluorescence peut être aisément adapté au biocapteur représenté sur la figure 2, en considérant chaque pixel de ce biocapteur comme un dispositif d'analyse biologique tel que le dispositif d'analyse 10 précédemment décrit : dans ce cas, chaque pixel comporte son propre type de protéine sonde et la substance biologique éventuellement size of a protein probe drop, about 450 μm. A non-negligible photosensitive surface is thus lost in the biosensor. According to a preferred embodiment of the invention, each pixel is advantageously dedicated to the detection of a particular target protein and has a photosensitive surface which has dimensions larger than those of a conventional imager, adapted to the size of a particular image. such a drop. Each pixel has, for example, a width of 150 μm or more (for a square-shaped pixel) corresponding to a surface of the order of 25500 pm 2 or more (ie 25500 × 10 -12 m2 or more). As indicated above, this minimum surface corresponds to the size of a drop of probe protein below which either the evaporation during the deposition becomes too great and no longer allows the maintenance of protein probes, ie the amount of probe protein does not increase. is not sufficient to subsequently allow photodetection by chemiluminescence or fluorescence. Without these constraints, a pixel could reach much smaller dimensions, such as 20 pm x 20 pm for example. Thus, a drop of specific probe protein 14 is placed on the hydrogel substrate 16 above each biological analysis device, that is to say on each pixel 10i, j of the biosensor matrix so as to avoid any post-treatment as mentioned above. The chemiluminescence or fluorescence detection protocol can be easily adapted to the biosensor shown in FIG. 2, considering each pixel of this biosensor as a biological analysis device such as the analysis device 10 previously described: in this case, each pixel has its own type of probe protein and the possible biological substance

décomposée chimiquement est déposée sur toute la surface externe photosensible du biocapteur. En fin de protocole, la comparaison des valeurs d'intensité lumineuse obtenues pour chaque pixel (donc pour chaque type de protéine sonde de chaque pixel) avec une courbe d'étalonnage prédéterminée, ou déterminée en même temps que la mesure biologique, permet de quantifier une importante quantité de protéines distinctes de l'échantillon de substance biologique. chemically decomposed is deposited on the entire external photosensitive surface of the biosensor. At the end of the protocol, the comparison of the light intensity values obtained for each pixel (and therefore for each type of probe protein of each pixel) with a predetermined calibration curve, or determined at the same time as the biological measurement, makes it possible to quantify a significant amount of proteins distinct from the biological sample.

Plus précisément, pour l'étalonnage des protéines à quantifier, une gamme de solutions protéiques de concentrations croissantes connues est systématiquement analysée par le biocapteur, dans les mêmes conditions qu'un test biologique réel. La valeur du pixel pour chacune des concentrations analysées est ensuite reportée sur un graphe en fonction de la concentration en protéine, ou stockée en mémoire sur le biocapteur. Lors du test biologique réel, il suffit alors de comparer la valeur de pixel obtenue avec le graphe précédemment tracé, ou avec la valeur précédemment stockée, pour obtenir une estimation de la concentration de la protéine cible dans l'échantillon biologique testé. Dépôt du mélange de capture Un mode de réalisation de certaines étapes d'un procédé de fabrication d'un dispositif d'analyse biologique selon l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 3a, 3b et 3c. Ces étapes visent le dépôt d'une couche du mélange de capture 12 sur la surface externe 22 de la couche photosensible 20. More precisely, for the calibration of the proteins to be quantified, a range of protein solutions of known increasing concentrations is systematically analyzed by the biosensor, under the same conditions as a real biological test. The value of the pixel for each of the analyzed concentrations is then plotted on a graph as a function of the protein concentration, or stored in memory on the biosensor. During the actual biological test, it is then sufficient to compare the obtained pixel value with the graph previously plotted, or with the value previously stored, to obtain an estimate of the concentration of the target protein in the biological sample tested. Deposition of the capture mixture An embodiment of certain steps of a method for manufacturing a biological analysis device according to the invention will now be described with reference to FIGS. 3a, 3b and 3c. These steps are aimed at depositing a layer of the capture mixture 12 on the outer surface 22 of the photosensitive layer 20.

Comme représenté sur la figure 3a, lors d'une première étape 5100, on fournit un ensemble électronique CMOS comprenant une couche photosensible 20 et des moyens électroniques 24 de lecture et de traitement d'une grandeur électrique fournie par la couche photosensible 20 (Fig. 1). La surface externe 22 de la couche As shown in FIG. 3a, during a first step 5100, there is provided a CMOS electronic assembly comprising a photosensitive layer 20 and electronic means 24 for reading and processing an electrical quantity supplied by the photosensitive layer 20 (FIG. 1). The outer surface 22 of the layer

photosensible comporte éventuellement un revêtement hydrophobe, par exemple de type Si3N4 qui sera décrit plus loin. Ensuite, lors d'une étape 5102, la surface externe 22 de la couche photosensible 20 de l'ensemble électronique CMOS est nettoyée par rinçages successifs à l'eau déminéralisée, à l'acétone et à l'éthanol absolu dans un bain à ultrasons. Au cours d'une étape S104, la surface externe 22 est oxydée sous l'action d'un plasma ozone, par exemple pendant 15 minutes, puis traité par une solution de KOH 2.2M dans un mélange aqueux, par exemple un mélange H2O/EtOH (2 :3), par exemple pendant 3 heures à température ambiante. photosensitive optionally comprises a hydrophobic coating, for example of Si3N4 type which will be described later. Then, during a step 5102, the outer surface 22 of the photosensitive layer 20 of the CMOS electronic assembly is cleaned by successive rinsing with demineralized water, acetone and absolute ethanol in an ultrasonic bath . During a step S104, the outer surface 22 is oxidized under the action of an ozone plasma, for example for 15 minutes, and then treated with a 2.2M solution of KOH in an aqueous mixture, for example an H 2 O / EtOH (2: 3), for example for 3 hours at room temperature.

Au cours d'une étape S106, l'ensemble électronique CMOS est ensuite immergé successivement dans l'eau déminéralisée puis dans l'éthanol absolu sous ultrasons avant d'être séché sous flux d'Argon. Au cours d'une étape S108, des résidus silanols 32 formés sur la surface externe 22 sont silanisés par une solution d'APTES dans de l'éthanol 0.4M, par exemple pendant 12 à 20 heures, à température ambiante et sous atmosphère inerte (Argon). Puis l'ensemble électronique CMOS est à nouveau lavé plusieurs fois à l'eau déminéralisée dans un bain à ultrasons, rincé à l'éthanol absolu et séché sous flux d'Argon. Il est ensuite chauffé, par exemple à 85°C, pendant plusieurs heures, par exemple 5 heures, puis maintenu sous atmosphère inerte au cours d'une étape S110, pour obtenir finalement une surface externe silanisée 34. Comme représenté sur la figure 3b, un hydrogel 16, 18, par exemple du Dextran (0.5 g, poids moléculaire d'environ 100 kiloDalton), est dissout dans 50 ml d'eau déminéralisée, puis traité par une solution de NaIO4 0.1M During a step S106, the CMOS electronic assembly is then immersed successively in demineralized water and then in absolute ethanol under ultrasound before being dried under an Argon flux. During a step S108, silanol residues 32 formed on the outer surface 22 are silanized with a solution of APTES in 0.4M ethanol, for example for 12 to 20 hours, at room temperature and under an inert atmosphere ( Argon). Then the CMOS electronic assembly is again washed several times with demineralized water in an ultrasonic bath, rinsed with absolute ethanol and dried under a stream of Argon. It is then heated, for example at 85 ° C., for several hours, for example 5 hours, and then maintained under an inert atmosphere during a step S110, to finally obtain a silanized external surface 34. As represented in FIG. 3b, a hydrogel 16, 18, for example Dextran (0.5 g, molecular weight approximately 100 kiloDalton), is dissolved in 50 ml of demineralised water, and then treated with 0.1M NaIO 4 solution

dont le volume est ajusté afin d'obtenir un mélange de ratio molaire entre les moles de NaI04 et les moles de glucose monomère du Dextran de l'ordre de 50%, lors d'une étape S112. On remarque en effet sur la figure 3b que le Dextran est un polymère dont le motif de base est un dérivé du glucose : il s'agit donc d'ajuster le volume de solution de NaIO4 0.1M de sorte que l'on ait deux fois plus de molécules du motif de base du Dextran que de molécules de NaIO4. On obtient ainsi l'ouverture d'un motif de base sur deux dans le Dextran, comme illustré en sortie de l'étape S112 sur la figure 3b. Le mélange réactionnel est protégé de la lumière et agité vigoureusement pendant plusieurs heures à température ambiante, par exemple 20 heures, de manière à obtenir du Dextran oxydé 36. Ensuite, lors d'une étape 5114, la surface externe silanisée 34 est traitée par la solution de Dextran oxydé 36 fraîchement préparé. La réaction est agitée à température ambiante et à l'abri de la lumière pendant 48 heures par exemple. Le mélange réactionnel est ensuite purgé lors d'une étape S116 et l'ensemble électronique CMOS traité par une solution aqueuse de NaBH3CN 0.1M pendant par exemple 3 heures afin de réduire des bases de Schiff formées. Après aspiration de la suspension, l'ensemble électronique CMOS est rincé intensivement à l'eau déminéralisée puis à l'éthanol, et séché sous flux d'Argon, de manière à obtenir un hydrogel greffé 38. Comme représenté sur la figure 3c, l'hydrogel greffé 38 est ensuite carboxylé et activé. Pour ce faire, lors d'une étape S118, il est traité par une solution de BrCH2COOH 0.1M dans du NaOH 2M pendant par exemple 16 heures à température ambiante et sous Argon. Une fois cette oxydation terminée, le mélange réactionnel est whose volume is adjusted to obtain a mixture of molar ratio between the moles of NaIO 4 and the moles of Dextran monomer glucose of the order of 50%, in a step S112. Note in fact in Figure 3b that Dextran is a polymer whose base unit is a derivative of glucose: it is therefore to adjust the volume of 0.1M NaIO4 solution so that we have twice more molecules of the basic motif of Dextran than of molecules of NaIO4. This results in the opening of every second base pattern in the Dextran, as illustrated at the output of step S112 in FIG. 3b. The reaction mixture is protected from light and stirred vigorously for several hours at room temperature, for example 20 hours, so as to obtain oxidized Dextran 36. Then, during a step 5114, the silanized external surface 34 is treated by the oxidized dextran solution 36 freshly prepared. The reaction is stirred at room temperature and protected from light for 48 hours for example. The reaction mixture is then purged in a step S116 and the CMOS electronic assembly treated with an aqueous 0.1M NaBH3CN solution for, for example, 3 hours in order to reduce formed Schiff bases. After aspiration of the suspension, the CMOS electronic assembly is rinsed intensively with deionized water and then with ethanol, and dried under an Argon flux, so as to obtain a grafted hydrogel 38. As shown in FIG. Grafted hydrogel 38 is then carboxylated and activated. For this purpose, during a step S118, it is treated with a solution of 0.1M BrCH2COOH in 2M NaOH for, for example, 16 hours at room temperature and under Argon. Once this oxidation is complete, the reaction mixture is

purgé et le capteur rincé à l'eau déminéralisée et à l'éthanol, puis séché sous flux d'Argon. Les résidus carboxylates formés 40 sont alors activés en esters au cours d'une étape S120, par exemple au moyen d'une solution aqueuse d'EDC (0.2 M) / NHS (50 mM), et ce par exemple pendant 15 minutes à température ambiante. L'ensemble électronique CMOS est ensuite abondamment rincé à l'eau. Enfin, lors d'une dernière étape S122, une solution 10 appropriée de la protéine d'intérêt (protéine sonde) est greffée dans l'hydrogel activé. Pour réaliser la fabrication d'un biocapteur complet comme celui représenté sur la figure 2, il convient d'exécuter les étapes S100 à 5120 sur l'ensemble 15 des pixels de ce biocapteur. Enfin, la dernière étape 5122 est appliquée différemment à chaque pixel, pour le greffage d'une goutte de protéine sonde spécifique sur le substrat d'hydrogel activé au dessus de ce pixel. On prendra note des abréviations usuelles utilisées 20 ci-dessus . (CH3)2O : Acétone C2H5OH ou EtOH : Ethanol 03 : Ozone KOH : Hydroxyde de potassium 25 NaOH : Hydroxyde de sodium H20 : Eau Ar : Argon "APTES" 3-Aminopropyltriethoxysilane ou (H2N(CH2)3Si (OEt)3 ) 30 NaIO4 : Periodate de sodium NaBH3CN : Cyanoborohydrure de sodium BrCH2COOH : Acide bromoacétique EDC Hydrochlorure de 1-(3-dimethylaminopropyl)-3- ethylcarbodiimide 35 NHS : N-Hydroxysuccinimide. purged and the sensor rinsed with deionized water and ethanol, and dried under an Argon flow. The carboxylate residues formed are then activated in esters during a step S120, for example using an aqueous solution of EDC (0.2 M) / NHS (50 mM), for example for 15 minutes at room temperature. room. The CMOS electronic assembly is then thoroughly rinsed with water. Finally, in a last step S122, an appropriate solution of the protein of interest (probe protein) is grafted into the activated hydrogel. In order to produce a complete biosensor such as that shown in FIG. 2, steps S100 to 5120 must be performed on all of the pixels of this biosensor. Finally, the last step 5122 is applied differently to each pixel, for grafting a drop of specific probe protein onto the activated hydrogel substrate above that pixel. The usual abbreviations used above will be noted. (CH3) 2O: Acetone C2H5OH or EtOH: Ethanol O3: Ozone KOH: Potassium hydroxide NaOH: Sodium hydroxide H2O: Water Ar: Argon "APTES" 3-Aminopropyltriethoxysilane or (H2N (CH2) 3Si (OEt) 3) NaIO4: Sodium periodate NaBH3CN: Sodium cyanoborohydride BrCH2COOH: Bromoacetic acid EDC 1- (3-Dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride NHS: N-Hydroxysuccinimide.

On décrira maintenant des perfectionnements d'un dispositif d'analyse biologique et d'un biocapteur selon l'invention ou d'un procédé de fabrication d'un tel biocapteur. Ces perfectionnements peuvent être mis en oeuvre séparément ou en combinaison, au choix de l'homme de l'art en fonction du résultat visé et des contraintes économiques ou techniques qui devront éventuellement être prises en compte pour la réalisation de biocapteurs selon l'invention. We will now describe improvements of a biological analysis device and a biosensor according to the invention or a method of manufacturing such a biosensor. These improvements can be implemented separately or in combination, at the choice of the person skilled in the art depending on the intended result and the economic or technical constraints that may need to be taken into account for the production of biosensors according to the invention.

Prévision d'une structure de pixel différentiel Dans le dispositif d'analyse biologique 10 décrit précédemment, la couche photosensible 20 comporte par exemple une région dopée au sein du substrat semi-conducteur 25 (Fig. 1). L'énergie d'un photon incident extrait des électrons d'atomes situés dans la couche photosensible 20, générant ainsi une charge et donc un courant. La couche photosensible 20 du dispositif d'analyse biologique 10 utilise un champ électrique à une jonction P-N pour provoquer la séparation d'un ion et d'un photoélectron et prévenir d'une recombinaison et perte de signal. Cependant, ces jonctions P-N présentent un petit courant de perte que la couche photosensible 20 ne peut pas distinguer d'un courant qui serait effectivement genere par une intensité lumineuse incidente, en l'occurrence par chimioluminescence ou par fluorescence. Ce courant de perte est présent également dans l'obscurité, de sorte qu'il est couramment appelé courant d'obscurité. Le terme d'obscurité doit être compris comme étant une condition dans laquelle une intensité lumineuse incidente est soit absente, soit ne cause pas la photo-génération de charges dans la couche photosensible 20 du dispositif d'analyse biologique 10. Ceci peut être dû à une protection de la couche photosensible empêchant le passage de lumière incidente, ou au maintien de la couche photosensible 20 à un certain Prediction of a Differential Pixel Structure In the biological analysis device 10 described above, the photosensitive layer 20 comprises for example a doped region within the semiconductor substrate 25 (FIG 1). The energy of an incident photon extracts electrons from atoms in the photosensitive layer 20, thereby generating a charge and therefore a current. The photosensitive layer 20 of the biological analysis device 10 uses an electric field at a P-N junction to cause the separation of an ion and a photoelectron and to prevent recombination and loss of signal. However, these P-N junctions have a small loss current that the photosensitive layer 20 can not distinguish from a current that would actually be generated by incident light intensity, in this case by chemiluminescence or fluorescence. This loss current is also present in the dark, so it is commonly called dark current. The term darkness is to be understood as a condition in which an incident light intensity is either absent or does not cause photo-generation of charges in the photosensitive layer 20 of the biological analysis device 10. This may be due to protecting the light-sensitive layer preventing incident light from passing, or maintaining the light-sensitive layer 20 at a certain

potentiel, par exemple un potentiel d'initialisation, qui empêche l'accumulation de charges. Ce courant d'obscurité est un facteur limitant de la performance du dispositif d'analyse biologique 10 ou plus généralement d'un biocapteur de type CMOS. Le courant d'obscurité dépend fortement de la température et est donc difficile à compenser. Il varie également considérablement avec toute absence d'uniformité dans les gradients de dopage. Tout perfectionnement visant à supprimer ce courant d'obscurité est particulièrement avantageuse pour le dispositif d'analyse biologique ou le biocapteur précité, étant donné que l'intensité lumineuse émise par chimioluminescence ou par fluorescence est en général très faible. Dans ce type d'application, il est important que le dispositif d'analyse biologique ou le biocapteur soit très sensible. La figure 4a est un schéma électrique représentant un mode de réalisation du dispositif d'analyse biologique 10 ayant une sensibilité améliorée. potential, for example an initialization potential, which prevents the accumulation of charges. This dark current is a limiting factor of the performance of the biological analysis device 10 or more generally of a CMOS biosensor. The dark current strongly depends on the temperature and is therefore difficult to compensate. It also varies considerably with any lack of uniformity in the doping gradients. Any improvement aimed at suppressing this dark current is particularly advantageous for the biological analysis device or the aforementioned biosensor, since the luminous intensity emitted by chemiluminescence or fluorescence is generally very low. In this type of application, it is important that the biological analysis device or the biosensor is very sensitive. Fig. 4a is an electrical diagram showing an embodiment of the biological analysis device 10 having improved sensitivity.

Le dispositif d'analyse biologique 10 comprend une couche photosensible 20 comportant une première portion photosensible 42 et une seconde portion photosensible 44. Les portions photosensibles 42, 44 émettent des signaux appliqués aux moyens électroniques 24 de lecture et de traitement. Dans cet exemple de réalisation, le signal fourni par la portion photosensible 42 est appliqué à une entrée négative 46 d'un amplificateur opérationnel 50 et le signal fourni par la portion photosensible 44 est appliqué à une entrée positive 48 de l'amplificateur 50. The biological analysis device 10 comprises a photosensitive layer 20 comprising a first photosensitive portion 42 and a second photosensitive portion 44. The photosensitive portions 42, 44 emit signals applied to the electronic reading and processing means 24. In this exemplary embodiment, the signal provided by the photosensitive portion 42 is applied to a negative input 46 of an operational amplifier 50 and the signal provided by the photosensitive portion 44 is applied to a positive input 48 of the amplifier 50.

Les portions photosensibles sont représentées par des photodiodes, mais tout autre type de capteur photosensible peut être utilisé. La première portion photosensible 42 est apte à détecter une intensité lumineuse incidente provenant du 35 mélange de capture 12 (Fig. 1) par effet de The photosensitive portions are represented by photodiodes, but any other type of photosensitive sensor may be used. The first photosensitive portion 42 is able to detect an incident light intensity from the capture mixture 12 (FIG.

chimioluminescence ou de fluorescence, tandis que la seconde portion photosensible 44 est protégée contre l'intensité lumineuse incidente provenant du mélange de capture 12 ou de toute autre source d'intensité lumineuse. Bien que la seconde portion photosensible 44 soit protégée contre toute source d'intensité lumineuse, elle est toujours qualifiée de photosensible en ce qu'elle présente les mêmes caractéristiques matérielles et électriques que la première portion photosensible 42. Ainsi, si elle n'était pas protégée de la lumière, elle générerait, comme la première portion photosensible 42, une charge en réponse à toute lumière incidente. Par exemple, chacune des première et seconde portions photosensibles peut comprendre des photodiodes qui, dans un mode de réalisation de l'invention, peuvent être de forme identique. Une protection opaque indépendante est alors formée au-dessus de la seconde portion photosensible 44. Par souci de clarté dans la suite de la description, la première portion photosensible 42 sera qualifiée de portion photosensible éclairée , tandis que la seconde portion photosensible 44 sera qualifiée de portion photosensible placée dans l'obscurité. Le dispositif d'analyse biologique 10 ainsi réalisé peut alors être qualifié de "pixel différentiel" par opposition à des pixels ne présentant pas ces deux portions photosensibles dont l'une est, par construction, protégée de la lumière incidente. La protection appliquée à la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 est obtenue à l'aide de moyens mécaniques, par exemple par dépôt d'un métal ou d'une autre substance opaque au dessus de cette portion photosensible 44, soit directement sur sa surface externe, soit en tant que couche espacée de la surface externe de la portion photosensible 44 à l'aide d'une chemiluminescence or fluorescence, while the second photosensitive portion 44 is protected against the incident light intensity from the capture mixture 12 or any other source of light intensity. Although the second photosensitive portion 44 is protected against any source of light intensity, it is still qualified photosensitive in that it has the same material and electrical characteristics as the first photosensitive portion 42. Thus, if it was not protected from light, it would generate, as the first photosensitive portion 42, a charge in response to any incident light. For example, each of the first and second photosensitive portions may comprise photodiodes which, in one embodiment of the invention, may be of identical shape. An independent opaque protection is then formed above the second photosensitive portion 44. For the sake of clarity in the following description, the first photosensitive portion 42 will be qualified illuminated photosensitive portion, while the second photosensitive portion 44 will be described as photosensitive portion placed in the dark. The biological analysis device 10 thus produced can then be described as a "differential pixel" as opposed to pixels that do not have these two photosensitive portions, one of which is, by construction, protected from incident light. The protection applied to the photosensitive portion placed in the dark 44 is obtained using mechanical means, for example by depositing a metal or other opaque substance above this photosensitive portion 44, or directly on its outer surface, either as a layer spaced from the outer surface of the photosensitive portion 44 by means of a

couche de passivation appropriée. Une couche métallique ou autre espacée de la surface externe par une couche de passivation est avantageuse pour réduire la capacité de couplage entre la protection métallique et la photodiode de la portion photosensible placée dans l'obscurité 44. En revanche, ce type de protection n'empêche pas le passage d'une intensité lumineuse arrivant par les côtés. De façon alternative, la couche opaque peut être supprimée et remplacée par une barrière mécanique érigée entre la portion photosensible éclairée 42 et la portion photosensible placée dans l'obscurité 44, de sorte que le mélange de capture 12 soit contraint de rester au-dessus de la portion photosensible éclairée 42 sans déborder sur la portion photosensible placée dans l'obscurité 44. Par conséquent, la sortie de la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 représente uniquement un courant d'obscurité dans le sens où aucune réaction de chimioluminescence ou de fluorescence ayant lieu dans le mélange de capture 12 ne génère d'intensité lumineuse susceptible d'être captée par la portion photosensible placée dans l'obscurité 44. De façon alternative également, la protection mécanique peut prendre la forme d'un boîtier opaque du dispositif d'analyse biologique 10 qui peut comporter plusieurs portions de boîtier disposées de manière à couvrir une surface appropriée pour définir la portion photosensible placée dans l'obscurité 44. Chaque portion photosensible 42, 44 de la couche photosensible 20 est connectée à une tension d'initialisation VRT par l'intermédiaire de commutateurs MOS respectifs 52 et 54. Ces commutateurs MOS 52 et 54 sont représentés sur la figure 4 en tant que transistors NMOS mais pourraient être réalisés à partir de transistors PMOS ou tout autre type de commutateur approprié. Un commutateur d'initialisation 56 est aussi appropriate passivation layer. A metal layer or other spaced from the outer surface by a passivation layer is advantageous for reducing the coupling capacity between the metal shield and the photodiode of the photosensitive portion placed in the dark 44. On the other hand, this type of protection does not does not prevent the passage of a light intensity coming from the sides. Alternatively, the opaque layer can be removed and replaced by a mechanical barrier erected between the illuminated photosensitive portion 42 and the light-sensitive portion 44 in the dark, so that the capture mixture 12 is forced to remain above the illuminated photosensitive portion 42 without overflowing on the photosensitive portion placed in the dark 44. Therefore, the output of the light-sensitive portion placed in the dark 44 represents only a dark current in the sense that no chemiluminescence reaction or fluorescence taking place in the capture mixture 12 generates light intensity that can be sensed by the photosensitive portion placed in the dark 44. Alternatively, the mechanical protection can take the form of an opaque housing of the device biological analysis 10 which may comprise several housing portions arranged so as to cover a suitable surface for defining the darkened photosensitive portion 44. Each photosensitive portion 42, 44 of the photosensitive layer 20 is connected to a VRT initialization voltage via respective MOS switches 52 and 54. These MOS switches 52 and 54 are shown in FIG. 4 as NMOS transistors but could be made from PMOS transistors or any other suitable type of switch. An initialization switch 56 is also

fourni en parallèle d'une capacité de rétroaction Cfb portant la référence 58 disposée elle aussi en parallèle entre la sortie et l'entrée négative 46 de l'amplificateur opérationnel 50. Le commutateur d'initialisation 56 peut être commandé sélectivement pour décharger l'amplificateur opérationnel 50. Il est important d'assurer que la portion photosensible éclairée 42 et la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 soient aussi semblables que possible de manière à générer des courants d'obscurité les plus semblables possible. Les contraintes imposant cela, ainsi que les différentes options pour leur arrangement vont être détaillées ci-dessous. Pour cela, une capacité ajustable Cs portant la 15 référence 59 est ajoutée entre la masse et l'entrée positive 48 de l'amplificateur opérationnel 50. Sur la figure 4a, les portions photosensibles 42 et 44 sont modélisées à l'aide de leurs capacités intrinsèques respectives Cpdl portant la référence 42a et 20 Cpd2 portant la référence 44a ainsi que de leurs sources de courant respectives portant les références 42b et 44b. Pour la portion photosensible éclairée 42, la source de courant vaut Iph + Idl, où Iph est le courant généré par effet de chimioluminescence ou de fluorescence et Idl le 25 courant d'obscurité, à travers la photodiode. Pour la portion photosensible placée dans l'obscurité 44, la source de courant comporte uniquement Id2, c'est-à-dire le courant d'obscurité qui la traverse. Au niveau de l'entrée positive 48 de 30 l'amplificateur opérationnel 50, les valeurs de courant et de tension impliquent l'équation suivante : (Cpd2 + Cs) (6VINP/5t) + Id2 = 0 (équation 1) 24 provided in parallel with a feedback capacitance Cfb bearing the reference 58 also arranged in parallel between the output and the negative input 46 of the operational amplifier 50. The initialization switch 56 can be selectively controlled to discharge the amplifier It is important to ensure that the illuminated light-sensitive portion 42 and the dark-light-sensitive portion 44 are as similar as possible so as to generate the most similar dark currents possible. The constraints imposing this, as well as the different options for their arrangement will be detailed below. For this, an adjustable capacitor Cs bearing the reference 59 is added between the ground and the positive input 48 of the operational amplifier 50. In FIG. 4a, the photosensitive portions 42 and 44 are modeled using their capacities. Cpd1 with the reference 42a and 20 Cpd2 with the reference 44a and their respective current sources bearing the references 42b and 44b. For the illuminated photosensitive portion 42, the current source is Iph + Idl, where Iph is the chemiluminescent or fluorescent effect current and Id1 is the dark current, through the photodiode. For the photosensitive portion placed in the dark 44, the current source comprises only Id2, that is to say the dark current that passes through it. At the positive input 48 of the operational amplifier 50, the current and voltage values imply the following equation: (Cpd2 + Cs) (6VINP / 5t) + Id2 = 0 (Equation 1) 24

Au niveau de l'entrée négative 46 de l'amplificateur opérationnel 50, les valeurs de courant et de tension impliquent l'équation suivante : - Cpol 5VINN/6t + Cfb(5VOUT/6t - 5VINN/6t ) - (Iph + Idl) = 0 (équation 2) At the negative input 46 of the operational amplifier 50, the current and voltage values imply the following equation: Cpol 5VINN / 6t + Cfb (5VOUT / 6t-5VINN / 6t) - (Iph + Idl) = 0 (equation 2)

En réarrangeant l'équation précédente, on obtient l'équation suivante : (Iph + Id1) + (Cpol + Cfb)5VINN/6t - Cfb 5VOUT/6t = 0 (équation 3) By rearranging the previous equation, we obtain the following equation: (Iph + Id1) + (Cpol + Cfb) 5VINN / 6t - Cfb 5VOUT / 6t = 0 (equation 3)

En sortie de l'amplificateur opérationnel 50, on a, 15 dans le cas général, la relation suivante : At the output of the operational amplifier 50, there is, in the general case, the following relation:

5VOUT / 5t = (IPH (Cs+Cpd2) + Idl (Cs + Cpd2) - Id2 (Cpol + Cfb)) / (Cfb(Cs + Cpd2)) (équation 4) 5VOUT / 5t = (IPH (Cs + Cpd2) + Idl (Cs + Cpd2) - Id2 (Cpol + Cfb)) / (Cfb (Cs + Cpd2)) (Equation 4)

20 A partir de l'équation 4, on en déduit que dans le cas général, l'effet du courant d'obscurité sur la tension de sortie peut être supprimé si la relation suivante est vérifiée : From equation 4 it follows that in the general case the effect of the dark current on the output voltage can be suppressed if the following relation is satisfied:

25 Idl (Cs + Cpd2) = Id2 (Cpol + Cfb) (équation 5) Idl (Cs + Cpd2) = Id2 (Cpol + Cfb) (Equation 5)

En particulier, l'équation 5 peut être satisfaite, et l'effet du courant d'obscurité annulé, si : In particular, equation 5 can be satisfied, and the effect of the dark current canceled, if:

30 Idl = Id2 et (Cs + Cpd2) = (Cpol + Cfb) (équation 6) Idl = Id2 and (Cs + Cpd2) = (Cpol + Cfb) (Equation 6)

En d'autres termes, on déduit des équations 5 et 6 que l'effet du courant d'obscurité est annulé lorsque le 35 produit entre le courant d'obscurité dans la portion In other words, it is deduced from equations 5 and 6 that the effect of the dark current is canceled when the product enters the dark current in the

photosensible éclairée 42 et la somme de la capacité ajustable 59 et de la capacité intrinsèque de la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 est égal au produit entre le courant d'obscurité dans la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 et la somme de la capacité de rétroaction 58 de l'amplificateur opérationnel 50 et de la capacité intrinsèque de la portion photosensible éclairée 42. En particulier, l'effet du courant d'obscurité est annulé dans la tension de sortie, si le courant d'obscurité est le même dans les deux portions photosensibles 42 et 44 et si la somme de la capacité ajustable 59 et de la capacité intrinsèque de la portion photosensible placée dans l'obscurité 44 est égale à la somme de la capacité de rétroaction 58 de l'amplificateur opérationnel 50 et de la capacité intrinsèque de la portion photosensible éclairée 42. En outre, l'amplificateur opérationnel 50 peut-être conçu de manière à présenter un taux de réjection de mode commun à entrée élevée pour que les signaux qui apparaissent sur chaque sortie soient ignorés. Cela signifie que tout bruit sur la masse est ignoré et n'apparaît pas en sortie. Sur cette base, il y a plusieurs options pour concevoir un dispositif d'analyse biologique 10 correspondant à celui de la figure 4. La première est d'imposer des portions photosensibles 42 et 44 identiques et de régler la capacité ajustable 59 de manière à vérifier l'égalité (Cs + Cpd2) = (Cpdl + Cfb). En supposant que Cpdl = Cpd2, cela revient à régler la capacité ajustable 59 Cs à la capacité de rétroaction 58 Cfb. Plusieurs techniques permettant d'assurer une correspondance des portions photosensibles vont être discutées ci-dessous. Il peut être noté que le courant d'obscurité est 35 très sensible au profil et aux niveaux précis de dopage illuminated photosensitive material 42 and the sum of the adjustable capacitance 59 and the intrinsic capacitance of the light-sensitive portion 44 placed in darkness is equal to the product between the dark current in the light-sensitive portion 44 and the sum of the feedback capacitance 58 of the operational amplifier 50 and the intrinsic capacitance of the illuminated photosensitive portion 42. In particular, the effect of the dark current is canceled in the output voltage, if the dark current is the even in the two photosensitive portions 42 and 44 and if the sum of the adjustable capacity 59 and the intrinsic capacity of the dark-light-sensitive portion 44 is equal to the sum of the feedback capacitance 58 of the operational amplifier 50 and the intrinsic capacity of the illuminated photosensitive portion 42. In addition, the operational amplifier 50 may be designed to have a High input common mode rejection so that the signals that appear on each output are ignored. This means that any noise on the mass is ignored and does not appear on the output. On this basis, there are several options for designing a biological analysis device 10 corresponding to that of FIG. 4. The first is to impose identical photosensitive portions 42 and 44 and to adjust the adjustable capacity 59 so as to verify the equality (Cs + Cpd2) = (Cpdl + Cfb). Assuming that Cpd1 = Cpd2, this amounts to adjusting the adjustable capacity 59 Cs to the feedback capability 58 Cfb. Several techniques for matching photosensitive portions will be discussed below. It can be noted that the dark current is very sensitive to the profile and precise levels of doping.

d'un substrat dans lequel il circule, alors qu'en fait il existe généralement une différence sur ces paramètres entre pixels voisins d'une matrice de pixels ou même entre deux portions photosensibles d'un même pixel. of a substrate in which it circulates, when in fact there is usually a difference on these parameters between neighboring pixels of a matrix of pixels or even between two photosensitive portions of the same pixel.

Une autre complication vient des différences structurelles entre la capacité ajustable Cs, d'une part, et la capacité de rétroaction Cfb, d'autre part. La capacité ajustable Cs a notamment une borne connectée à la masse alors que l'amplificateur opérationnel 50 requiert que les deux bornes du condensateur Cfd soient flottantes. Puisque ces structures sont différentes, il est difficile de les faire se correspondre. L'équation 5 montre que, même si les courants Idl et Id2 ne correspondent pas, l'effet du courant d'obscurité peut toujours être annulé tant que les produits Idl (Cs + Cpd2) et Id2 (Cpol + Cfb) sont égaux. La figure 4b représente un mode de réalisation d'un dispositif d'analyse biologique 10 qui comporte des moyens pour réaliser la capacité ajustable Cs et annuler l'effet du courant d'obscurité même si les courants Idl et Id2 ne sont pas égaux. Sur cette figure, les éléments identiques à ceux représentés sur la figure 4a comportent les mêmes références. Another complication comes from the structural differences between the adjustable capacity Cs, on the one hand, and the feedback capability Cfb, on the other hand. The adjustable capacitor Cs has in particular a terminal connected to the ground while the operational amplifier 50 requires that the two terminals of the capacitor Cfd are floating. Since these structures are different, it is difficult to match them. Equation 5 shows that even if the currents Id1 and Id2 do not match, the effect of the dark current can still be canceled as long as the products Id1 (Cs + Cpd2) and Id2 (Cpol + Cfb) are equal. FIG. 4b shows an embodiment of a biological analysis device 10 which comprises means for realizing the adjustable capacitance Cs and canceling the effect of the dark current even if the currents Id1 and Id2 are not equal. In this figure, the elements identical to those shown in Figure 4a have the same references.

La différence entre les deux figures réside dans la configuration de la capacité ajustable Cs, qui n'est pas représentée ici comme un seul condensateur 59, mais comme une pluralité de condensateurs 59a, 59b, 59c disposés en parallèle entre la masse et l'entrée positive 48 de l'amplificateur opérationnel 50. Une capacité d'entrée positive de base CsO (condensateur 59a) est connectée entre la masse et l'entrée positive 48 de l'amplificateur opérationnel 50. Des capacités d'entrée positive optionnelles Cs1 (condensateur 59b) et Cs2 (condensateur 59c) sont connectables sélectivement en parallèle, à The difference between the two figures lies in the configuration of the adjustable capacitor Cs, which is not represented here as a single capacitor 59, but as a plurality of capacitors 59a, 59b, 59c arranged in parallel between the mass and the input positive 48 of the operational amplifier 50. A basic positive input capacitance CsO (capacitor 59a) is connected between the ground and the positive input 48 of the operational amplifier 50. Optional positive input capacitors Cs1 (capacitor 59b) and Cs2 (capacitor 59c) are connectable selectively in parallel,

l'aide de commutateurs Dl et D2. La capacité de rétroaction de base CsO présente une valeur inférieure à celle de Cfb. Bien entendu, seules trois capacités de rétroaction ont été représentées sur la figure 4b à titre purement illustratif et non limitatif, alors qu'un plus grand nombre peut être également prévu. Ainsi, dans un mode de réalisation, les valeurs de CsO, Csl et Cs2 sont choisies pour que Csl = Cs2 et CsO + Csl = Cfb. using switches Dl and D2. The basic feedback capacity CsO has a lower value than Cfb. Of course, only three feedback capabilities have been shown in Figure 4b for purely illustrative and non-limiting, while a larger number may also be provided. Thus, in one embodiment, the values of Cs0, Cs1 and Cs2 are chosen so that Cs1 = Cs2 and CsO + Cs1 = Cfb.

Par conséquent, si le courant d'obscurité Idl est légèrement supérieur au courant d'obscurité Id2, alors pour maintenir l'égalité prévue par l'équation 5, Cs doit être inférieur à Cfb. Ceci est obtenu en laissant les interrupteurs Dl et D2 ouverts, de sorte que la capacité ajustable Cs est fournie par CsO seulement, qui est inférieure à Cfb. Si les deux courants d'obscurité Idl et Id2 sont identiques, alors on ouvre le commutateur Dl et on ferme le commutateur D2. Il en résulte que la capacité ajustable Cs résultante aux bornes de l'amplificateur opérationnel 50 vaut Cs = CsO + Csl = Cfb. Si le courant d'obscurité Idl est légèrement inférieur au courant d'obscurité Id2, alors pour maintenir l'égalité prévue par l'équation 5, Cs doit être supérieur à Cfb. Ceci est obtenu en fermant les interrupteurs Dl et D2, de sorte que la capacité ajustable Cs est fournie par CsO + Csl + Cs2. Cette méthode peut aussi être appliquée dans le cas où, même lorsque les courants d'obscurité des deux portions photosensibles 42 et 44 sont identiques, on souhaite tolérer un petit écart entre les valeurs des capacités Cfb et CsO. Dans un mode de réalisation, chaque capacité de la pluralité de condensateurs disposés en parallèle a une même valeur commune, de sorte que la capacité ajustable Therefore, if the dark current Idl is slightly higher than the dark current Id2, then to maintain the equality provided by Equation 5, Cs must be less than Cfb. This is achieved by leaving the switches D1 and D2 open, so that the adjustable capacitance Cs is provided by CsO only, which is less than Cfb. If the two dark currents Id1 and Id2 are identical, then the switch D1 is opened and the switch D2 is closed. As a result, the resulting adjustable capacitor Cs across the operational amplifier 50 is Cs = Cs0 + Cs1 = Cfb. If the dark current Idl is slightly lower than the dark current Id2, then to maintain the equality provided by Equation 5, Cs must be greater than Cfb. This is achieved by closing the switches D1 and D2 so that the adjustable capacitance Cs is provided by Cs0 + Cs1 + Cs2. This method can also be applied in the case where, even when the dark currents of the two photosensitive portions 42 and 44 are identical, it is desired to tolerate a small difference between the capacitance values Cfb and CsO. In one embodiment, each of the plurality of capacitors arranged in parallel has the same common value, so that the adjustable capacitance

Cs réellement appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 50 peut être incrémentée d'une valeur constante. Le nombre de condensateurs dans cette pluralité de condensateurs disposés en parallèle peut être augmenté, de manière à augmenter la résolution ou l'amplitude des variations qui peuvent être envisagées. De façon alternative, les capacités de la pluralité de condensateurs disposés en parallèle peuvent avoir des valeurs différentes de manière à augmenter la flexibilité de l'ensemble. Un mode de réalisation préféré consiste à introduire un facteur deux entre chaque capacité optionnelle successive de la disposition en parallèle, ce qui permet de limiter le nombre de commutateurs requis à résolution constante. En fournissant ainsi une capacité d'entrée positive de base CsO et des capacités de 1, 2, 4, 8 et 16 fois un incrément Csl, on peut obtenir une capacité de ajustable Cs effective dont la valeur peut varier entre la capacité de base CsO et CsO + 31 Csl avec un incrément de Csl. D'une façon plus générale, lorsque l'on utilise N condensateurs optionnels en parallèle, pour permettre aux moyens électroniques 24 de s'adapter aux variations de fabrication, en général de l'ordre de +/- 25 la capacité CsO est choisie de manière à correspondre à 75 % Cfb et la somme Csl + ... + CsN est choisie de manière à correspondre à 50 % Cfb, de sorte que la capacité ajustable Cs puisse effectivement varier entre 75 % Cfb et 125 % Cfb. L'inégalité des courants d'obscurité Idl et Id2 n'est souvent pas connue à l'avance et une phase de calibration peut-être nécessaire pour la déterminer. Cette calibration peut être réalisée en tant que test de post fabrication appliqué au dispositif d'analyse biologique 10 et la configuration des commutateurs peut- être enregistrée en mémoire. Au contraire, la calibration Cs actually applied to the positive input of the operational amplifier 50 can be incremented by a constant value. The number of capacitors in this plurality of capacitors arranged in parallel can be increased, so as to increase the resolution or amplitude of the variations that can be envisaged. Alternatively, the capacitances of the plurality of capacitors arranged in parallel may have different values so as to increase the flexibility of the assembly. A preferred embodiment is to introduce a factor of two between each successive optional capability of the parallel arrangement, thereby limiting the number of switches required at constant resolution. By thus providing a basic positive input capacitance CsO and capacitances of 1, 2, 4, 8 and 16 times an increment Cs1, an effective adjustable capacitor Cs can be obtained whose value can vary between the basic capacitance CsO and CsO + 31 CsI with an increment of Cs1. More generally, when N optional capacitors are used in parallel, to enable the electronic means 24 to adapt to manufacturing variations, generally of the order of +/- the capacitance CsO is chosen from in such a way as to correspond to 75% Cfb and the sum Cs1 + ... + CsN is chosen so as to correspond to 50% Cfb, so that the adjustable capacity Cs can effectively vary between 75% Cfb and 125% Cfb. The inequality of the dark currents Idl and Id2 is often not known in advance and a calibration phase may be necessary to determine it. This calibration can be performed as a post-manufacturing test applied to the biological analysis device 10 and the configuration of the switches can be stored in memory. On the contrary, the calibration

peut aussi être réalisée à la volée, juste avant la mise en fonctionnement du dispositif. La tension de sortie VOUT peut être mesurée par toutes techniques appropriées, par exemple à l'aide d'un convertisseur analogique/numérique ou en utilisant le dispositif 10 dans un fonctionnement de type éclairage/fréquence, dans lequel la tension VOUT est comparée à un signal de référence provoquant une réinitialisation du dispositif 10 lorsqu'il est atteint. can also be performed on the fly, just before the device is put into operation. The output voltage VOUT can be measured by any appropriate technique, for example by means of an analog / digital converter or by using the device 10 in a lighting / frequency operation, in which the voltage VOUT is compared with a reference signal causing a reset of the device 10 when it is reached.

La tension de sortie est alors donnée par la fréquence des impulsions initialisées. Comme cela a été vu précédemment, il est préférable pour la suppression de l'effet du courant d'obscurité que les première et seconde portions photosensibles 42 et 44 correspondent le mieux possible. Mais en réalité, même si des portions photosensibles identiques sont fabriquées, le courant d'obscurité peut varier légèrement de l'une à l'autre en raison de facteurs intervenant lors de leur fabrication ou de leur fonctionnement. En pratique, les courants d'obscurité respectifs des deux portions photosensibles seront souvent différents. En effet, une égalité stricte peut difficilement être atteinte. Un objectif réaliste est donc de chercher à minimiser cette différence. The output voltage is then given by the frequency of the initialized pulses. As has been seen previously, it is preferable for the suppression of the effect of the dark current that the first and second photosensitive portions 42 and 44 correspond as best as possible. But in reality, even if identical photosensitive portions are manufactured, the dark current may vary slightly from one to the other due to factors involved in their manufacture or operation. In practice, the respective dark currents of the two photosensitive portions will often be different. Indeed, strict equality can hardly be achieved. A realistic goal is therefore to try to minimize this difference.

La minimisation de cette différence est l'objet du dispositif représenté sur la figure 4b. Cependant, la résolution de ce système est limitée par le nombre et la valeur des capacités prévues dans l'ensemble capacitif disposé en parallèle à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 50. Un autre facteur sur lequel on peut jouer est la géométrie du dispositif d'analyse biologique 10 et la géométrie d'un ensemble de dispositifs d'analyse biologique en tant que pixels dans un biocapteur. Un The minimization of this difference is the object of the device shown in FIG. 4b. However, the resolution of this system is limited by the number and the value of the capacitances provided in the capacitive assembly disposed in parallel with the positive input of the operational amplifier 50. Another factor that can be played is the geometry of the capacitor. biological analysis device 10 and the geometry of a set of biological analysis devices as pixels in a biosensor. A

exemple de géométrie de pixel est représenté sur la figure 5 par une vue de dessus. Sur cette figure, une portion photosensible placée dans l'obscurité 60 est disposée dans une partie supérieure gauche du pixel. Elle est adjacente à une portion photosensible éclairée 62 disposée dans une partie supérieure droite du pixel. Les moyens électronique 64 de lecture et de traitement de ce pixel sont disposés dans une partie inférieure du pixel située sous les portions photosensibles 60 et 62. Pour une bonne correspondance des photodiodes, les dimensions des portions photosensibles 60 et 62 peuvent être égales (DX1 = LX1 et DY1 = LY1) auquel cas RX1 = DX1 + LX1. De plus ces portions photosensibles peuvent être de forme carrée (DX1 = DY1). La taille de RY1 dépend de la composition précise des moyens électronique 64, mais il est préférable qu'elle soit égale aux dimensions DY1 et LY1, de sorte que le pixel soit globalement de forme carrée. An example of pixel geometry is shown in FIG. 5 by a view from above. In this figure, a photosensitive portion placed in the dark 60 is disposed in an upper left portion of the pixel. It is adjacent to an illuminated photosensitive portion 62 disposed in a top right portion of the pixel. The electronic means 64 for reading and processing this pixel are arranged in a lower part of the pixel located under the photosensitive portions 60 and 62. For a good match of the photodiodes, the dimensions of the photosensitive portions 60 and 62 may be equal (DX1 = LX1 and DY1 = LY1) in which case RX1 = DX1 + LX1. In addition, these photosensitive portions may be square (DX1 = DY1). The size of RY1 depends on the precise composition of the electronic means 64, but it is preferable that it be equal to the dimensions DY1 and LY1, so that the pixel is generally square in shape.

Sur la base de cette configuration de pixel, plusieurs pixels peuvent ensuite être disposés de différentes manières en ligne et/ou en colonne pour former un biocapteur complet. Ils peuvent être arrangés en ligne et en colonne, par exemple, par simple translation verticale ou horizontale du pixel représenté sur la figure 6. De façon alternative, ils peuvent aussi être arrangés de sorte que deux lignes successives de pixels soient inversées verticalement l'une par rapport à l'autre et présentent ainsi leurs moyens électroniques 64 respectifs ou leurs portions photosensibles 60, 62 respectives en correspondance. Par ailleurs, au lieu d'être carrés, les pixels peuvent aussi être rectangulaires, les moyens électroniques 64 étant situés sous la portion On the basis of this pixel configuration, several pixels can then be arranged in different ways online and / or in a column to form a complete biosensor. They can be arranged in line and in column, for example, by simple vertical or horizontal translation of the pixel shown in FIG. 6. Alternatively, they can also be arranged so that two successive lines of pixels are vertically inverted. relative to each other and thus present their respective electronic means 64 or respective photosensitive portions 60, 62 in correspondence. Moreover, instead of being square, the pixels can also be rectangular, the electronic means 64 being located under the portion

photosensible placée dans l'obscurité 60, elle-même située sous la portion photosensible éclairée 62. Par ailleurs également, les portions photosensibles peuvent être triangulaires pour former une couche photosensible 20 de forme générale carrée, ou de formes plus complexes tout en ayant des surfaces égales. Plusieurs variantes peuvent ainsi être imaginées par l'homme du métier et ne seront pas détaillées davantage. in the dark 60, itself located under the illuminated photosensitive portion 62. Furthermore, also the photosensitive portions may be triangular to form a photosensitive layer 20 of generally square shape, or more complex shapes while having surfaces equal. Several variants can thus be imagined by those skilled in the art and will not be detailed further.

Pour réaliser un biocapteur agencé en matrice de pixels différentiels, la structure qui a été décrite en référence à la figure 2 est envisageable. Mais d'autres sont également possibles. Notamment, chaque pixel différentiel peut être muni de son propre convertisseur de signaux analogiques en signaux numériques. C'est également possible lorsque le pixel n'est pas différentiel. Un premier exemple est illustré sur la figure 6a. Sur cette figure, le pixel différentiel 10 comporte, en partie supérieure, une portion photosensible placée dans l'obscurité 60 et une portion photosensible éclairée 62. Ces deux portions photosensibles sont connectées à un circuit amplificateur 24', par exemple tel que les moyens électroniques 24 détaillés en figure 4a ou 4b. Ce circuit amplificateur fournit en sortie une tension analogique qui est transmise en entrée d'un convertisseur 120 de signaux analogiques en signaux numériques. Le pixel différentiel 10 comporte aussi un bloc de décodage numérique 122 dont les caractéristiques dépendent des coordonnées du pixel différentiel 10 dans la matrice de pixels du biocapteur considéré. Ce bloc de décodage numérique 122 surveille l'état d'un bus d'adresses 124 de sorte que, lorsqu'un signal transitant sur ce bus d'adresses 124 correspond à une valeur prédéterminée stockée par le bloc de décodage numérique To produce a biosensor arranged in a matrix of differential pixels, the structure that has been described with reference to FIG. 2 is conceivable. But others are also possible. In particular, each differential pixel may be provided with its own converter of analog signals into digital signals. This is also possible when the pixel is not differential. A first example is illustrated in Figure 6a. In this figure, the differential pixel 10 comprises, in the upper part, a photosensitive portion placed in the dark 60 and an illuminated photosensitive portion 62. These two photosensitive portions are connected to an amplifier circuit 24 ', for example such that the electronic means 24 detailed in figure 4a or 4b. This amplifier circuit outputs an analog voltage which is transmitted at the input of a converter 120 of analog signals to digital signals. The differential pixel 10 also comprises a digital decoding block 122 whose characteristics depend on the coordinates of the differential pixel 10 in the pixel array of the biosensor in question. This digital decoding block 122 monitors the state of an address bus 124 so that when a signal transiting on this address bus 124 corresponds to a predetermined value stored by the digital decoding block

122 et spécifique au pixel différentiel 10, le bloc 122 transmet un signal d'activation Sa au convertisseur 120 qui fournit en réponse la tension analogique de sortie du circuit amplificateur convertie en une valeur numérique à un bus 126 de transmission de données. Un deuxième exemple, illustré sur la figure 6b et montrant deux pixels adjacents, représente une variante de l'exemple de la figure 6a. Pour simplifier l'illustration, les portions photosensibles 60 et 62 et le circuit amplificateur 24' de chaque pixel différentiel ne sont pas représentés sur cette figure bien que présents. Dans cette variante, le bloc de décodage numérique 122 est remplacé par un registre à décalage 128 dans chaque pixel, soit un registre à décalage 128a dans le pixel l0a et un registre à décalage 128b dans le pixel 10b. Chaque registre à décalage 128a, 128b reçoit un signal d'entrée SRI (de l'anglais Shift Register Input ) et fournit un signal de sortie SRO (de l'anglais Shift Register Output ). Le signal de sortie SRO du registre à décalage 128a forme le signal d'entrée SRI du registre à décalage 128b. De même, le signal de sortie SRO du registre à décalage 128b forme le signal d'entrée d'un registre à décalage de pixel suivant alors que le signal d'entrée SRI du registre à décalage 128a est formé par un signal de sortie d'un registre à décalage de pixel précédent. Le signal de sortie de chaque registre à décalage 128a, 128b est aussi fourni au convertisseur 120a, 120b correspondant du pixel 10a, l0b de manière à activer ce convertisseur pour qu'il transmette sa valeur numérique de sortie au bus de transmission de données 126 au moment souhaité. En outre, un signal d'horloge CLK (de l'anglais Clock ) est fourni aux registres à décalage 128a, 128b pour cadencer les transmissions de valeurs 122 and specific to the differential pixel 10, the block 122 transmits an activation signal Sa to the converter 120 which in response provides the analog output voltage of the converted amplifier circuit to a digital value to a data transmission bus 126. A second example, illustrated in FIG. 6b and showing two adjacent pixels, represents a variant of the example of FIG. 6a. To simplify the illustration, the photosensitive portions 60 and 62 and the amplifier circuit 24 'of each differential pixel are not shown in this figure although present. In this variant, the digital decoding block 122 is replaced by a shift register 128 in each pixel, ie a shift register 128a in the pixel 10a and a shift register 128b in the pixel 10b. Each shift register 128a, 128b receives an input signal SRI (Shift Register Input) and provides an output signal SRO (English Shift Register Output). The output signal SRO of the shift register 128a forms the input signal SRI of the shift register 128b. Similarly, the output signal SRO of the shift register 128b forms the input signal of a next pixel shift register while the input signal SRI of the shift register 128a is formed by an output signal of a previous pixel shift register. The output signal of each shift register 128a, 128b is also provided to the corresponding converter 120a, 120b of the pixel 10a, 10b so as to enable this converter to transmit its digital output value to the data bus 126 at the same time. desired moment. In addition, a clock signal CLK (Clock English) is provided to the shift registers 128a, 128b to clock the transmissions of values

numériques de pixels au bus de transmission de données 126. Le fonctionnement de cette variante comporte les étapes suivantes : - tout d'abord, chaque pixel de la matrice de pixels est mis à l'état logique 0 (inactif) pour bloquer la sortie des convertisseurs 120a, 120b, - un état logique est mis à 1 (actif) à l'entrée d'un premier pixel l0a de manière à activer le signal d'horloge pour ce pixel et mettre de cette façon le signal SRO de ce pixel l0a à l'état 1 , pour que le convertisseur 120a transmette sa valeur numérique de sortie au bus de transmission de données 126, - l'état logique du premier pixel l0a est ensuite mis à 0 (inactif) et le signal d'horloge est de nouveau activé pour activer le pixel 10b et désactiver le pixel 10a, - dans la suite du processus de lecture des valeurs numériques des convertisseurs de la matrice de pixels, le signal de sortie SRO du pixel l0a reste à l'état 0 et l'état actif sur le signal SRO se propage dans la matrice à chaque coup d'horloge. La variante de la figure 6b comporte l'avantage de présenter des circuits électroniques identiques sur tous les pixels du biocapteur, avec moins d'interconnexions que dans la figure 6a, de sorte que moins de plots de connexion sont nécessaires pour relier le biocapteur à un contrôleur externe. En revanche, la lecture des valeurs numériques des convertisseurs offre moins de souplesse puisqu'elle est prédéterminée par le câblage du biocapteur qui ne peut, par définition, pas être modifié au cours de son fonctionnement. L'accès aléatoire rendu possible par l'exemple de réalisation de la figure 6b est donc avantageux par rapport à la variante de la figure 6b. The operation of this variant comprises the following steps: firstly, each pixel of the pixel array is set to logic state 0 (inactive) to block the output of the converters 120a, 120b, - a logic state is set to 1 (active) at the input of a first pixel 10a so as to activate the clock signal for this pixel and thereby set the signal SRO of this pixel 10a in state 1, for the converter 120a to transmit its digital output value to the data bus 126, the logical state of the first pixel 10a is then set to 0 (inactive) and the clock signal is again activated to activate the pixel 10b and disable the pixel 10a, - in the following process of reading the numerical values of the converters of the pixel matrix, the output signal SRO of the pixel 10a remains in state 0 and the state active on the signal SRO spreads in the a matrix at each clock stroke. The variant of FIG. 6b has the advantage of presenting identical electronic circuits on all the pixels of the biosensor, with fewer interconnections than in FIG. 6a, so that fewer connection pads are necessary to connect the biosensor to a external controller. On the other hand, the reading of the digital values of the converters offers less flexibility since it is predetermined by the wiring of the biosensor which can not, by definition, be modified during its operation. The random access made possible by the exemplary embodiment of FIG. 6b is therefore advantageous compared with the variant of FIG. 6b.

Comme cela est représenté sur la figure 6c, plusieurs dispositifs 10i, tels que le dispositif 10 de la figure 6a, peuvent être agencés en une matrice de pixels d'un biocapteur. Chaque dispositif 10i,: représente un pixel de ligne i et de colonne j de la matrice. Sur la figure 6c, seules quatre lignes et quatre colonnes d'une matrice de pixels sont représentées, mais il est facile de généraliser cette représentation à m lignes et n colonnes pour former un biocapteur complet. As shown in FIG. 6c, several devices 10i, such as the device 10 of FIG. 6a, can be arranged in a matrix of pixels of a biosensor. Each device 10i: represents a pixel of row i and column j of the matrix. In Figure 6c, only four rows and four columns of a pixel array are shown, but it is easy to generalize this representation to m rows and n columns to form a complete biosensor.

Tous les pixels sont connectés au même bus d'adresses 124 qui détermine la séquence dans laquelle les pixels du biocapteur peuvent fournir leurs valeurs numériques de sortie. De même, tous les pixels sont connectés au même bus 126 de transmission de données qui récupère ces valeurs numériques de sortie. Prévision d'une pluralité de zones de collecte de photoélectrons La structure de pixel différentiel décrite en référence aux figures 4 à 6 est basée sur l'hypothèse que les portions photosensibles sont définies strictement par leurs frontières, c'est-à-dire que leurs dimensions externes définissent la zone de collecte des photoélectrons. Dans ce cas, l'exigence de correspondance entre les première et seconde portions photosensibles signifie que les surfaces de ces deux portions photosensibles doivent être sensiblement égales. Cependant, une amélioration possible dans la structure de la couche photosensible 20 du dispositif d'analyse biologique 10, et notamment dans la structure des moyens de collecte de photoélectrons, permet de concevoir des portions photosensibles de surfaces différentes tout en assurant la correspondance des courants d'obscurité générés. All pixels are connected to the same address bus 124 which determines the sequence in which the biosensor pixels can provide their digital output values. Likewise, all the pixels are connected to the same data transmission bus 126 which retrieves these digital output values. Prediction of a plurality of photoelectron collection zones The differential pixel structure described with reference to FIGS. 4 to 6 is based on the assumption that the photosensitive portions are defined strictly by their boundaries, i.e. their external dimensions define the photoelectron collection area. In this case, the requirement of correspondence between the first and second photosensitive portions means that the surfaces of these two photosensitive portions must be substantially equal. However, a possible improvement in the structure of the photosensitive layer 20 of the biological analysis device 10, and in particular in the structure of the photoelectron collection means, makes it possible to design photosensitive portions of different surfaces while ensuring the correspondence of the photosensitive currents. generated darkness.

Le principe permettant d'illustrer cette amélioration structurelle est décrit dans le brevet publié sous le numéro US 6,998,659. Un premier mode de réalisation de dispositif d'analyse biologique conformément au principe présenté dans ce brevet est illustré sur la figure 7. Une couche P-épitaxiale 66 est formée sur un substrat P 68. Ce substrat 68 est le substrat semi-conducteur 25 décrit plus haut ou une région dopée de celui-ci. Une zone de collecte de photoélectrons 70 est conçue sous la forme d'un puits N en forme d'île dans la couche P-épitaxiale 66. La zone de collecte 70 collecte des photoélectrons el, ..., e8 générés par une radiation incidente 72, notamment une radiation de chimioluminescence ou de fluorescence. Des moyens électroniques 74 de lecture et de traitement comprennent un puits P 76 dans lequel un transistor NMOS 78 est logé. Dans un dispositif d'analyse biologique de type pixel conventionnel, le puits N 70 s'étendrait sur toute la longueur disponible entre les moyens électroniques 74 de pixels successifs. Mais dans le dispositif de la figure 7, le puits N 70 est conçu en tant qu'île, c'est-à-dire qu'il est entouré de matériau P-épitaxial non connecté à la masse et très peu dopé en comparaison avec le puits P 76. La taille plus faible du puits N 70 signifie que la capacité de la portion photosensible est relativement faible. Mais l'efficacité de collecte n'est pas compromise. En effet, la grande majorité des photoélectrons, tels que les photoélectrons el, ..., e6 représentés sur la figure 7, se diffusent dans la couche P-épitaxiale 66 et sont finalement collectés par le puits N 70. L'électron e7 peut statistiquement s'orienter indifféremment soit vers le puits N 70, soit vers le The principle to illustrate this structural improvement is described in the patent published under number US 6,998,659. A first embodiment of a biological analysis device according to the principle presented in this patent is illustrated in FIG. 7. A P-epitaxial layer 66 is formed on a substrate P 68. This substrate 68 is the semiconductor substrate 25 described. higher or a doped region thereof. A photoelectron collection zone 70 is designed as an island-shaped N-well in the P-epitaxial layer 66. The collection zone 70 collects photoelectrons el, ..., e8 generated by incident radiation. 72, in particular a chemiluminescence or fluorescence radiation. Electronic means 74 for reading and processing include a well 76 in which an NMOS transistor 78 is housed. In a conventional pixel type biological analysis device, the N 70 well would extend over the entire available length between the electronic means 74 of successive pixels. But in the device of FIG. 7, the well N 70 is designed as an island, that is to say that it is surrounded by P-epitaxial material not connected to the ground and very little doped in comparison with the well P 76. The smaller size of the well N 70 means that the capacity of the photosensitive portion is relatively low. But the collection efficiency is not compromised. Indeed, the great majority of photoelectrons, such as the photoelectrons el, ..., e6 shown in FIG. 7, diffuse into the P-epitaxial layer 66 and are finally collected by the well N 70. The electron e7 can statistically move either indifferently towards the N 70 well, or towards the

puits P 76. Quant à l'électron e8, il s'orientera certainement vers le puits P 76 et sera perdu. Un second mode de réalisation de dispositif d'analyse biologique conformément au principe présenté dans le brevet US 6,998,659 est illustré sur la figure 8. Dans ce mode de réalisation, les moyens électroniques 80 de lecture et de traitement comportent une fine couche 84 de matériau P+ s'étendant sur une grande partie du dispositif, de sorte que la surface de la couche P- épitaxiale 66 autour du puits N 70 est couverte par cette fine couche, à l'exception d'une zone étroite au voisinage du puits N 70. La fine couche 84 s'étend depuis le puits P 82 des moyens électroniques 80 et est donc connectée à ce dernier. Le puits P 82 est en général connecté à la masse et donc la fine couche 84 aussi. La fine couche 84 est par ailleurs moins profonde et, se situant à un potentiel moins élevé que le puits N 70, les photoélectrons ont plus de chances de se diriger vers le puits N 70 et d'être collectés par celui-ci que par la fine couche 84 ou par le puits P 82. Par exemple, l'électron e7 sur la figure 8 a plus de chances de se diriger vers le puits N 70, alors que sur la figure 7 il a autant de chances de se diriger vers le puits N 70 que vers le puits P 76. wells P 76. As for the electron e8, it will certainly move towards the well P 76 and will be lost. A second embodiment of a biological analysis device according to the principle presented in US Pat. No. 6,998,659 is illustrated in FIG. 8. In this embodiment, the electronic reading and processing means 80 comprise a thin layer 84 of P + material. extending over a large part of the device, so that the surface of the P-epitaxial layer 66 around the well N 70 is covered by this thin layer, with the exception of a narrow zone in the vicinity of the well N 70. The thin layer 84 extends from the well P 82 of the electronic means 80 and is therefore connected to the latter. The well P 82 is generally connected to the ground and therefore the thin layer 84 too. The thin layer 84 is also shallower and, at a lower potential than the N 70 well, the photoelectrons are more likely to go to the well N 70 and to be collected by it than by the thin layer 84 or well P 82. For example, the electron e7 in Figure 8 is more likely to go to the well N 70, while in Figure 7 it is as likely to go to the well N 70 only to the well P 76.

La taille d'une zone de collecte telle que le puits N 70 est dépendante de la technologie de fabrication utilisée, mais peut en général descendre jusqu'à 1 pm x 1 pm. Cette taille minimale n'est cependant pas recommandée puisque dans ces dimensions, les aléas de fabrication engendrent des différences de tailles importantes entre les zones de collecte ce qui génère des différences importantes dans leurs caractéristiques. Puisque, dans un pixel différentiel, la portion photosensible placée dans l'obscurité doit nécessairement correspondre précisément à la portion photosensible éclairée, des zones de The size of a collection area such as the N 70 well is dependent on the manufacturing technology used, but can generally be as low as 1 μm x 1 μm. This minimum size is not recommended, however, because in these dimensions, the manufacturing hazards generate significant differences in size between the collection areas which generates significant differences in their characteristics. Since, in a differential pixel, the photosensitive portion placed in the dark must necessarily correspond precisely to the illuminated photosensitive portion,

collecte de trop petite taille ne sont pas souhaitables. D'un autre côté, une augmentation de la taille du puits N augmente sa surface et son périmètre, conduisant à une augmentation du courant d'obscurité et du bruit associé. too small collection are not desirable. On the other hand, an increase in the size of the N-well increases its area and perimeter, leading to an increase in the dark current and the associated noise.

Aujourd'hui, un bon compromis de taille pour une zone de collecte telle que le puits N, compte tenu des contraintes précitées, est une taille comprise entre 5 pm et 15 pm. Une mise en œuvre du perfectionnement présenté en référence aux figures 7 et 8 est illustrée sur la figure 9a. Sur cette figure, un pixel différentiel 86 comporte une première portion photosensible éclairée 88 et une seconde portion photosensible placée dans l'obscurité 90. Comme indiqué précédemment, il n'est pas nécessaire que les dimensions des première et seconde portions photosensibles 88 et 90 soient identiques, il suffit que les dimensions des zones de collecte 92 et 94 le soient. Il est donc possible d'envisager une grande souplesse dans la géométrie des pixels différentiels. Today, a good compromise size for a collection area such as the N well, given the aforementioned constraints, is a size between 5 pm and 15 pm. An implementation of the improvement presented with reference to Figures 7 and 8 is illustrated in Figure 9a. In this figure, a differential pixel 86 has a first illuminated photosensitive portion 88 and a second photosensitive portion placed in the dark 90. As previously indicated, it is not necessary for the dimensions of the first and second photosensitive portions 88 and 90 to be identical, it is sufficient that the dimensions of the collection areas 92 and 94 are. It is therefore possible to envisage great flexibility in the geometry of the differential pixels.

En revanche, il est nécessaire de prendre en compte la distance que peut parcourir un photoélectron dans un substrat avant de se recombiner. Cette distance est appelée distance de recombinaison. Elle est déterminée tout d'abord par le niveau de dopage du substrat et ensuite par les défauts du substrat. Plus le dopage est élevé, plus la distance de recombinaison est faible. Cette distance de recombinaison impose donc une distance maximale entre une zone de collecte et les bords de la portion photosensible dans laquelle elle se trouve pour que tous les photoélectrons puissent être collectés avant d'être recombinés. La taille limitée des zones de collecte 92 et 94 impose donc une taille limitée des portions photosensibles du pixel différentiel 86. Avec un substrat classique ayant une résistivité de 100 Ohms par On the other hand, it is necessary to take into account the distance that a photoelectron can travel in a substrate before recombining. This distance is called the recombination distance. It is determined firstly by the doping level of the substrate and then by the defects of the substrate. The higher the doping, the lower the recombination distance. This recombination distance therefore imposes a maximum distance between a collection zone and the edges of the photosensitive portion in which it is located so that all the photoelectrons can be collected before being recombined. The limited size of the collection zones 92 and 94 therefore imposes a limited size of the photosensitive portions of the differential pixel 86. With a conventional substrate having a resistivity of 100 Ohms per

centimètre, la distance de recombinaison est en générale comprise entre 30 et 50 pm. Or, il a été vu précédemment qu'il est avantageux de prévoir des pixels dont la surface photosensible ait des dimensions adaptées à la taille d'une goutte de protéine sonde de quelques nanolitres permettant une détection par chimioluminescence ou par fluorescence, c'est-à-dire des dimensions de l'ordre de 150 pm. Avec une zone de collecte 92 dont la taille est comprise entre 5 et 15 qm, la portion photosensible 88 ne peut pas atteindre ces dimensions. Pour obtenir un pixel différentiel 86 de dimensions plus importantes, une solution représentée sur la figure 9b consiste à augmenter la taille des zones de collecte 92 et 94. Il est ainsi possible d'atteindre des dimensions de pixel de l'ordre de 150 pm. Cependant, comme déjà indiqué ci-dessus, l'augmentation de la taille des zones de collecte 92 et 94 augmente les effets du courant d'obscurité et de son bruit associé. centimeter, the recombination distance is generally between 30 and 50 pm. However, it has been seen previously that it is advantageous to provide pixels whose photosensitive surface has dimensions adapted to the size of a probe protein drop of a few nanoliters for detection by chemiluminescence or fluorescence, that is to say that is, dimensions of the order of 150 μm. With a collection zone 92 whose size is between 5 and 15 μm, the photosensitive portion 88 can not reach these dimensions. To obtain a differential pixel 86 of larger dimensions, a solution shown in FIG. 9b consists in increasing the size of the collection zones 92 and 94. It is thus possible to reach pixel dimensions of the order of 150 μm. However, as already indicated above, increasing the size of the collection areas 92 and 94 increases the effects of the dark current and its associated noise.

Pour obtenir un pixel de dimensions plus importantes, il est aussi possible de prévoir plusieurs puits N en forme d'île formant zones de collecte dans un même dispositif d'analyse biologique de type pixel, espacées les unes des autres d'une distance inférieure à la distance de recombinaison. Sur la figure 9c, un pixel différentiel 86 comprend deux portions photosensibles 88 et 90 comportant chacune quatre zones de collecte 92 et 94 respectivement. Comme illustré sur cette figure, la géométrie des deux portions photosensibles 88 et 90 n'est pas nécessairement la même. De plus, les zones de collecte 92 ne sont pas nécessairement disposées de la même façon dans la portion photosensible éclairée 88 que les zones de collecte 94 dans la portion photosensible placée dans l'obscurité 90. To obtain a pixel of larger dimensions, it is also possible to provide a plurality of island-shaped N wells forming collection zones in the same pixel-type biological analysis device, spaced apart from one another by a distance less than the recombination distance. In Figure 9c, a differential pixel 86 comprises two photosensitive portions 88 and 90 each having four collection areas 92 and 94 respectively. As illustrated in this figure, the geometry of the two photosensitive portions 88 and 90 is not necessarily the same. In addition, the collection areas 92 are not necessarily arranged in the same way in the illuminated photosensitive portion 88 as the collection areas 94 in the dark photosensitive portion 90.

En revanche, les quatre zones de collecte 92, d'une part, In contrast, the four collection areas 92, on the one hand,

et les quatre zones de collecte 94, d'autre part, ont les mêmes dimensions : elles sont par exemple de 5 ou 10 pm. Par ailleurs, les quatre zones de collecte 92 sont espacées les unes des autres de 75 pm. On peut ainsi obtenir un pixel différentiel 86 dont la portion photosensible éclairée 88 est un carré de 150 pm de côté et dont la portion photosensible placée dans l'obscurité 90 est un rectangle de 150 pm par 20 pm. Sur la figure 9d, le pixel différentiel 86 comprend deux portions photosensibles 88 et 90 comportant chacune neuf zones de collecte 92 et 94 respectivement. Les dimensions des zones de collecte 92 et 94 sont par exemple de 5 pm. Par ailleurs, les neuf zones de collecte 92 sont espacées les unes des autres de 50 pm par exemple. On peut ainsi obtenir un pixel différentiel 86 dont la portion photosensible éclairée 88 est un carré de 150 pm de côté et dont la portion photosensible placée dans l'obscurité 90 est un rectangle de 150 pm par 20 pm. On peut généraliser à des pixels (non représentés) comprenant davantage de zones de collecte (16 ou plus). On notera que, puisque les géométries des portions photosensibles 88 et 90 ne sont pas nécessairement les mêmes, la présence d'une pluralité de zones de collecte sur les figures 9c et 9d permet même d'envisager une géométrie dans laquelle la portion photosensible placée dans l'obscurité 90 entoure la portion photosensible éclairée 88. Prévision d'un joint isolant entre deux pixels adjacents Il a été décrit comment les pixels d'un biocapteur selon l'invention peuvent être dimensionnés pour correspondre à la taille d'une goutte de protéine sonde. Ce dimensionnement avantageux permet un traitement plus simple des signaux obtenus. Cependant, pour que deux gouttes de protéine sonde voisines n'interfèrent pas par and the four collection zones 94, on the other hand, have the same dimensions: they are for example 5 or 10 μm. Moreover, the four collection zones 92 are spaced from each other by 75 μm. It is thus possible to obtain a differential pixel 86 whose illuminated photosensitive portion 88 is a 150 μm square and whose light-sensitive portion 90 is a rectangle of 150 μm by 20 μm. In FIG. 9d, the differential pixel 86 comprises two photosensitive portions 88 and 90 each comprising nine collection zones 92 and 94 respectively. The dimensions of the collection zones 92 and 94 are for example 5 μm. Moreover, the nine collection zones 92 are spaced apart from each other by 50 μm for example. It is thus possible to obtain a differential pixel 86 whose illuminated photosensitive portion 88 is a 150 μm square and whose light-sensitive portion 90 is a rectangle of 150 μm by 20 μm. It is possible to generalize to pixels (not shown) comprising more collection areas (16 or more). It will be noted that, since the geometries of the photosensitive portions 88 and 90 are not necessarily the same, the presence of a plurality of collection zones in FIGS. 9c and 9d makes it possible to envisage a geometry in which the photosensitive portion placed in the darkness 90 surrounds the illuminated photosensitive portion 88. Prediction of an insulating joint between two adjacent pixels It has been described how the pixels of a biosensor according to the invention can be sized to correspond to the size of a drop of protein probe. This advantageous dimensioning allows a simpler processing of the signals obtained. However, so that two drops of protein probe neighbors do not interfere by

chimioluminescence ou par fluorescence, il est en général nécessaire d'imposer une distance minimale entre deux gouttes voisines, en général de plusieurs centaines de micromètres. chemiluminescence or fluorescence, it is generally necessary to impose a minimum distance between two neighboring drops, generally several hundred micrometers.

Un autre perfectionnement pouvant être apporté à un biocapteur selon invention, représenté sur la figure 10, permet de réduire considérablement la distance nécessaire entre deux gouttes voisines. Cette figure représente deux pixels voisins 86a et 86b, dimensionnés pour recevoir chacun une goutte de protéine sonde spécifique. Le premier pixel 86a comporte une portion photosensible éclairée 88a, ici de forme carrée, par exemple de 150 pm de côté. Il comporte en outre une portion photosensible placée dans l'obscurité 90a de forme rectangulaire, de 150 pm de longueur et de 20 pm de largeur. Le second pixel 86b comporte une portion photosensible éclairée 88b de forme carrée de 150 pm de côté. Il comporte en outre une portion photosensible placée dans l'obscurité 90b de forme rectangulaire, de 150 pm de longueur et de 20 pm de largeur. Le premier pixel 86a est séparé du second pixel 86b par un Joint isolant 92 conformé pour isoler électriquement la portion photosensible éclairée 88a de ce pixel de la portion photosensible éclairée 88b du second pixel 86b et pour isoler mécaniquement les deux portions photosensibles éclairées, de sorte qu'une source de chimioluminescence ou de fluorescence située dans l'une des deux portions photosensibles éclairées ne soit pas détectable par l'autre portion photosensible éclairée. Ainsi, un photoélectron el émis dans la portion photosensible éclairée 88a, en bordure de celle-ci, et pouvant notamment se diriger vers la portion photosensible éclairée 88b, serait absorbé par le joint isolant 92 au cas où il se dirigerait effectivement vers Another improvement that can be made to a biosensor according to the invention, shown in FIG. 10, makes it possible to considerably reduce the distance required between two neighboring drops. This figure represents two neighboring pixels 86a and 86b, sized to each receive a drop of specific probe protein. The first pixel 86a comprises an illuminated photosensitive portion 88a, here of square shape, for example 150 μm side. It further comprises a photosensitive portion placed in the dark 90a of rectangular shape, 150 pm long and 20 pm wide. The second pixel 86b comprises an illuminated photosensitive portion 88b of square shape of 150 μm side. It further comprises a photosensitive portion placed in the dark 90b of rectangular shape, 150 pm long and 20 pm wide. The first pixel 86a is separated from the second pixel 86b by an insulating seal 92 shaped to electrically isolate the illuminated photosensitive portion 88a of this pixel from the illuminated photosensitive portion 88b of the second pixel 86b and to mechanically isolate the two illuminated light-sensitive portions, so that a source of chemiluminescence or fluorescence located in one of the two illuminated light-sensitive portions is not detectable by the other illuminated light-sensitive portion. Thus, a photoelectron el emitted in the illuminated photosensitive portion 88a, on the edge thereof, and in particular being able to point towards the illuminated photosensitive portion 88b, would be absorbed by the insulating joint 92 in the event that it actually moves towards

la portion photosensible éclairée 88b. Réciproquement, un photoélectron e2 émis dans la portion photosensible éclairée 88b, en bordure de celle-ci, et pouvant notamment se diriger vers la portion photosensible éclairée 88a, serait absorbé par le joint isolant 92 au cas où il se dirigerait effectivement vers la portion photosensible éclairée 88a. De même, une molécule excitée sur le premier pixel 86a diffusant une intensité lumineuse vers le second pixel 86b verrait cette intensité lumineuse absorbée par le joint isolant, et réciproquement. Pour assurer une bonne protection réciproque des deux pixels voisins, le joint isolant peut avoir une épaisseur de quelques micromètres au maximum, ce qui est largement inférieur à la taille d'un pixel ou d'une goutte de protéine sonde. Ainsi, la présence d'un tel joint isolant 92 permet de rapprocher considérablement les pixels d'un biocapteur selon invention et donc d'augmenter considérablement le nombre de gouttes de protéine sonde spécifiques qui peuvent être disposées sur une surface prédéterminée de biocapteur. Les molécules ou photoélectrons piégés par le joint isolant 92 sont perdus pour la détection. Cependant, si l'on considère la vitesse de diffusion des molécules émettrices de photons par chimioluminescence (ou par fluorescence) et l'épaisseur du joint isolant 92, on estime à environ 2 au maximum, dans la configuration la moins favorable, la perte de photoélectrons ou photons générés sur un pixel mais non détectés par celui-ci. the illuminated photosensitive portion 88b. Conversely, a photoelectron e2 emitted in the illuminated photosensitive portion 88b, bordering the latter, and in particular being able to point towards the illuminated photosensitive portion 88a, would be absorbed by the insulating joint 92 in the event that it actually moves towards the photosensitive portion. illuminated 88a. Similarly, a molecule excited on the first pixel 86a diffusing a light intensity towards the second pixel 86b would see this light intensity absorbed by the insulating joint, and vice versa. To ensure good mutual protection of the two neighboring pixels, the insulating joint may be a few micrometers thick, which is much smaller than the size of a pixel or a drop of protein probe. Thus, the presence of such an insulating seal 92 makes it possible to bring the pixels of a biosensor according to the invention substantially closer together and thus to considerably increase the number of specific probe protein drops which can be arranged on a predetermined surface of the biosensor. The molecules or photoelectrons trapped by the insulating gasket 92 are lost for detection. However, considering the diffusion rate of the photon-emitting molecules by chemiluminescence (or fluorescence) and the thickness of the insulating joint 92, it is estimated that at least 2, in the least favorable configuration, the loss of photoelectrons or photons generated on a pixel but not detected by it.

En complément, un joint isolant supplémentaire peut aussi être interposé entre les portions photosensibles (88a, 90a, et 88b, 90b) de chaque pixel 86a, 86b et leurs moyens électroniques de lecture et de traitement respectifs. En effet, les moyens électroniques ne sont pas de même nature que les portions photosensibles et In addition, an additional insulating seal may also be interposed between the photosensitive portions (88a, 90a, and 88b, 90b) of each pixel 86a, 86b and their respective electronic reading and processing means. Indeed, the electronic means are not of the same nature as the photosensitive portions and

peuvent être une source d'électrons parasites qui contribuent aux effets du courant d'obscurité des portions photosensibles. En outre, les moyens électroniques ont un potentiel plus élevé que celui des portions photosensibles attirant ainsi les photoélectrons se diffusant dans les portions photosensibles. Ces phénomènes sont susceptibles de détériorer la détection de protéines par chimioluminescence ou par fluorescence. Ainsi, la présence du joint isolant supplémentaire permet d'éviter cette migration d'électrons indésirables. Ce joint isolant supplémentaire comprend par exemple un puit P+/P- connecté à la masse et un puits N+/N- au potentiel positif. Traitement de la surface du biocapteur La surface d'un biocapteur selon l'invention est représentée sur la figure 11A en vue de dessus. Le biocapteur est agencé sur une plaquette de semi-conducteur et comporte une zone centrale photosensible 114 destinée à être mise en contact avec une substance biologique, la zone 114 formant ici une matrice de pixels du type décrit précédemment, et une zone périphérique 116 qui entoure la zone photosensible centrale 114, la zone 116 comprenant divers circuits électriques (par exemple circuits de lecture numérique, circuit logique de contrôle, etc.) et des connexions électriques entre ces éléments (câblage). Le biocapteur comporte enfin des plages de contact électrique 117 destinées par exemple à permettre le câblage du biocapteur ("bonding pads") sur un support d'interconnexion. Lors de sa fabrication ou de son utilisation, le biocapteur est soumis à un milieu humide, notamment des solutions biologiques ou réactifs chimiques, voire des solutions acides/basiques ou oxydantes/réductrices. La zone 116 est ainsi susceptible d'être au contact du milieu humique, ce qui pourrait endommager les parties électriques qu'elle comporte. may be a source of parasitic electrons that contribute to the effects of the dark current of the photosensitive portions. In addition, the electronic means have a higher potential than that of the photosensitive portions thus attracting the photoelectrons diffusing in the photosensitive portions. These phenomena are likely to deteriorate the detection of proteins by chemiluminescence or fluorescence. Thus, the presence of the additional insulating seal makes it possible to avoid this migration of undesirable electrons. This additional insulating gasket comprises, for example, a grounded P + / P- well and an N + / N- positive potential well. Treatment of the surface of the biosensor The surface of a biosensor according to the invention is shown in FIG. 11A in plan view. The biosensor is arranged on a semiconductor wafer and has a central photosensitive zone 114 intended to be placed in contact with a biological substance, the zone 114 forming here a matrix of pixels of the type described above, and a peripheral zone 116 which surrounds the central photosensitive zone 114, the zone 116 comprising various electrical circuits (for example digital readout circuits, control logic circuit, etc.) and electrical connections between these elements (wiring). Finally, the biosensor comprises electrical contact pads 117 intended, for example, to allow the wiring of the biosensor ("bonding pads") to an interconnection support. During its manufacture or its use, the biosensor is subjected to a humid medium, in particular biological solutions or chemical reagents, or even acidic / basic or oxidizing / reducing solutions. The zone 116 is thus likely to be in contact with the humic medium, which could damage the electrical parts that it comprises.

Un perfectionnement visé ici est de protéger la zone 116 des milieux humides destinés à être en contact avec la zone photosensible centrale 114, et par ailleurs de favoriser le dépôt du mélange de capture tel que décrit plus haut. Ce perfectionnement comprend la prévision des dispositions ou étapes suivantes, lors de la fabrication du biocapteur : - éloigner les plages de contact 117 de la zone photosensible centrale 114, par exemple à une distance de 850 m micromètres de celle-ci, en les agençant dans une zone périphérique 118 qui en entoure la zone périphérique 116. Cet éloignement évite leur contact avec les liquides lors des traitements chimiques du capteur ou pendant le déroulement du test biologique ; - recouvrir la zone périphérique 116 avec un revêtement hydrophile à forte rugosité. Ce revêtement hydrophile est par exemple de l'oxyde de silicium (SiC2) et forme une sorte d'anneau", par exemple d'une largeur d'environ 700 pm, autour de la zone photosensible centrale 114 ; - recouvrir la zone photosensible centrale 114 avec un revêtement hydrophobe à faible rugosité, par exemple du nitrure de silicium (Si3N4). De préférence, on recouvre également le reste de la surface du biocapteur avec le revêtement hydrophobe à faible rugosité, soit la zone périphérique 118, les zones 114 et 118 pouvant être traitées simultanément. Ce revêtement permet une démarcation nette entre la zone périphérique 116 à protéger et la zone photosensible centrale 114. Une fois ces étapes conduites, la zone périphérique 116 peut être recouverte d'une épaisse couche de résine 119 biocompatible et non conductrice, formant une sorte de barrière qui encercle complètement la zone centrale, comme illustré sur la figure 11B par une vue en coupe. An improvement aimed here is to protect the zone 116 of the wetlands intended to be in contact with the central photosensitive zone 114, and also to promote the deposition of the capture mixture as described above. This improvement comprises the provision of the following arrangements or steps, during the manufacture of the biosensor: - moving the contact pads 117 away from the central photosensitive zone 114, for example at a distance of 850 m micrometers thereof, by arranging them in a peripheral zone 118 which surrounds the peripheral zone 116. This distance avoids their contact with the liquids during the chemical treatments of the sensor or during the course of the biological test; - Cover the peripheral zone 116 with a hydrophilic coating with high roughness. This hydrophilic coating is, for example, silicon oxide (SiC 2) and forms a kind of ring ", for example approximately 700 μm wide, around the central photosensitive zone 114 - covering the central photosensitive zone 114 with a hydrophobic coating of low roughness, for example silicon nitride (Si 3 N 4). Preferably, the remainder of the surface of the biosensor is covered with the hydrophobic coating having a low roughness, namely the peripheral zone 118, the zones 114 and This coating allows a clear demarcation between the peripheral zone 116 to be protected and the central photosensitive zone 114. Once these steps have been carried out, the peripheral zone 116 may be covered with a thick layer of biocompatible and non-biocompatible resin 119. conductive, forming a kind of barrier that completely encircles the central area, as shown in Figure 11B by a sectional view.

Cette barrière de résine isole du milieu humide la zone 118 recevant les plages de contact 117 tout en protégeant également la zone de câblage 116, qu'elle recouvre entièrement. Sa hauteur peut être de plusieurs millimètres et est ainsi très supérieure à l'épaisseur du biocapteur, par exemple 30 à 100 pm. Grâce à la variation d'hydrophilie entre les zones 116 et 114, 118, la résine protectrice 119 a tendance, avant de se durcir par polymérisation, à se répartir automatiquement tout autour de la zone photosensible centrale 114, sans empiéter sur celle-ci ni même Y adhérer et sans recouvrir les plages de contact 117 En d'autres termes, le traitement de surface hydrophobe a un effet "répulsif" vis-à-vis de la résine et limite son étalement, jusqu'à ce que celle-ci soit polymérisée. Le revêtement hydrophobe sur la zone photosensible centrale 114 permet en outre de s'assurer que des solutions déposées sur la zone 114 pendant les étapes de préparation biologique ne s'étendent pas au-delà de la matrice de pixel en allant attaquer chimiquement des éléments appartenant à la zone 116 et se trouvant sur la bordure intérieure de celle-ci. De tels éléments situés en bordure intérieure de la zone 116, par exemple des conducteurs en aluminium, pourraient en effet être imparfaitement recouverts par la résine 119 et donc être imparfaitement protégés. En particulier, le procédé de formation de l'hydrogel tel que décrit plus haut comprend l'étape S104 de dépôt d'une solution d'hydroxyde de potassium (KOH) qui est susceptible d'attaquer chimiquement des éléments fragiles en bordure de la zone 116. La solution est déposée sur la matrice de pixel selon un dosage déterminé. Le revêtement hydrophobe empêche que la dose de solution d'hydroxyde de potassium se s'étale au-delà This resin barrier isolates from the wet environment the zone 118 receiving the contact pads 117 while also protecting the wiring zone 116, which it completely covers. Its height may be several millimeters and is thus much greater than the thickness of the biosensor, for example 30 to 100 μm. Due to the hydrophilic variation between the zones 116 and 114, 118, the protective resin 119 tends, before curing by polymerization, to automatically distribute itself around the central photosensitive zone 114, without encroaching on it or In other words, the hydrophobic surface treatment has a "repellent" effect on the resin and limits its spreading, until this is polymerized. The hydrophobic coating on the central photosensitive zone 114 further makes it possible to ensure that solutions deposited on the zone 114 during the biological preparation steps do not extend beyond the pixel matrix by chemically attacking elements belonging to to the area 116 and lying on the inner edge thereof. Such elements located on the inner edge of the zone 116, for example aluminum conductors, could indeed be imperfectly covered by the resin 119 and thus be imperfectly protected. In particular, the process for forming the hydrogel as described above comprises the step S104 for depositing a potassium hydroxide (KOH) solution that is capable of chemically attacking fragile elements at the edge of the zone. 116. The solution is deposited on the pixel matrix in a determined dosage. The hydrophobic coating prevents the dose of potassium hydroxide solution from spreading beyond

de la zone photosensible centrale 114, sous l'effet des forces de tension superficielle. A titre d'exemple numérique, une rugosité de l'ordre de 50 nm a été mesurée sur un revêtement de nitrure de silicium (Si3N4) en utilisant des techniques de mesure classiques de la profondeur de rugosité. Le revêtement de nitrure de silicium a été déposé en utilisant un procédé de fabrication classique mis en œuvre dans les unités de production de la demanderesse et a permis d'obtenir le résultat visé en limitant l'étalement de la solution d'hydroxyde de potassium. L'homme de l'art pourra toutefois déterminer d'autres revêtements voire des procédés de traitement de surface permettant de rendre hydrophobe la surface de la zone photosensible centrale 114. Ainsi, la combinaison de ces caractéristiques permet une disposition et une adhérence optimale de la résine protectrice 119 aussi bien par les caractéristiques chimique des surfaces traitées que par la disposition des composants du biocapteur et leur espacement. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art qu'un dispositif d'analyse biologique et un biocapteur selon invention, auxquels sont éventuellement ajoutés les perfectionnements précités, permettent notamment l'utilisation de la technologie des imageurs CMOS pour l'analyse par chimioluminescence ou par fluorescence de substances biologiques comportant des protéines cibles fragiles. Il apparaîtra également à l'homme de l'art que les divers modes de réalisation ainsi que les diverses perfectionnements décrits plus haut peuvent être combinés pour obtenir d'autres modes de réalisation. Par ailleurs, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. of the central photosensitive zone 114, under the effect of the surface tension forces. As a numerical example, a roughness of the order of 50 nm was measured on a coating of silicon nitride (Si3N4) using conventional measurement techniques of the roughness depth. The silicon nitride coating was deposited using a conventional manufacturing method implemented in the applicant's production units and achieved the desired result by limiting the spread of the potassium hydroxide solution. Those skilled in the art may, however, determine other coatings or even surface treatment processes making it possible to render the surface of the central photosensitive zone 11 hydrophobic. Thus, the combination of these characteristics allows optimal arrangement and adhesion of the surface. Protective resin 119 both by the chemical characteristics of the treated surfaces and by the arrangement of the biosensor components and their spacing. It will be clear to those skilled in the art that a biological analysis device and a biosensor according to the invention, to which the above-mentioned improvements are optionally added, notably allow the use of CMOS imaging technology for chemiluminescence analysis. or by fluorescence of biological substances comprising fragile target proteins. It will also be apparent to those skilled in the art that the various embodiments as well as the various improvements described above can be combined to achieve other embodiments. Moreover, various modifications may be made by those skilled in the art to the embodiments described above, in the light of the teaching that has just been disclosed.

Dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications aux modes de réalisations exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. 47 In the following claims, the terms used are not to be construed as limiting the claims to the embodiments set forth in this description, but should be interpreted to include all the equivalents that the claims are intended to cover because of their formulation and whose forecasting is within the reach of those skilled in the art by applying his general knowledge to the implementation of the teaching that has just been disclosed to him. 47

Claims (18)

REVENDICATIONS1. Dispositif (10) d'analyse biologique de type pixel comportant : - une couche photosensible (20), - des moyens de collecte (70, 92) de photoélectrons dans 5 la couche photosensible, et - des moyens (24) de lecture et de traitement d'une grandeur électrique fournie par les moyens de collecte, pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la couche photosensible, 10 caractérisé en ce qu'il comporte en outre un mélange de capture (12) comportant une protéine sonde (14) greffée à un hydrogel (16, 18), le mélange de capture étant disposé sur une surface externe (22) de la couche photosensible pour la capture de protéines cibles 15 prédéterminées. REVENDICATIONS1. A pixel-type biological analysis device (10) comprising: - a photosensitive layer (20), - photoelectron collection means (70, 92) in the photosensitive layer, and - reading and imaging means (24). treatment of an electrical quantity supplied by the collection means, for the supply of a characteristic value of a light intensity detected by the photosensitive layer, characterized in that it further comprises a capture mixture (12) comprising a probe protein (14) grafted to a hydrogel (16, 18), the capture mixture being disposed on an outer surface (22) of the photosensitive layer for capturing predetermined target proteins. 2. Dispositif d'analyse biologique selon la revendication 1, dans lequel la surface externe (22) de la couche photosensible est de taille suffisante pour 20 recevoir l'intégralité d'une dose prédéterminée de protéine sonde (14) sous forme de goutte. The biological assay device of claim 1, wherein the outer surface (22) of the photosensitive layer is of sufficient size to receive a full predetermined dose of probe protein (14) in the form of a drop. 3. Dispositif d'analyse biologique selon la revendication 2, dans lequel la surface externe (22) de 25 la couche photosensible présente une surface d'au moins 25500.10-12 m2. The biological assay device of claim 2, wherein the outer surface (22) of the photosensitive layer has an area of at least 25500 × 10-12 m 2. 4. Dispositif d'analyse biologique selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel les moyens de collecte 30 d'électrons comportent plusieurs zones de collecte (70 ; 92) conformées en îlots et espacées les unes des autres dans la couche photosensible (20). The biological analysis device according to one of claims 2 and 3, wherein the electron collection means comprises a plurality of island-shaped collection regions (70; 92) spaced apart from one another in the photosensitive layer. (20). 5. Dispositif d'analyse biologique selon la revendication 4, dans lequel les zones de collecte (70 ; 92) sont espacées les unes des autres dans la couche photosensible (20) d'une distance inférieure à une distance maximale prédéterminée et fixée en fonction d'une distance de recombinaison de photoélectrons émis dans la couche photosensible. A biological analysis device according to claim 4, wherein the collection areas (70; 92) are spaced apart from one another in the photosensitive layer (20) by a distance less than a predetermined maximum distance and set according to a recombination distance of photoelectrons emitted in the photosensitive layer. 6. Dispositif d'analyse biologique selon l'une des 10 revendications 1 à 5, dans lequel la couche photosensible comporte : - une première portion (42), munie d'une première partie des moyens de collecte, apte à détecter une intensité lumineuse incidente provenant du mélange de capture (12) 15 et fournissant une première grandeur électrique (Iph+Idl) et - une seconde portion (44), munie d'une seconde partie des moyens de collecte, protégée contre l'intensité lumineuse incidente provenant du mélange de capture (12) 20 et fournissant une seconde grandeur électrique (Id2), et dans lequel les moyens de lecture et de traitement (24) comprennent des moyens (50) de traitement combiné des première et seconde grandeurs électriques pour la fourniture d'une valeur caractéristique d'une 25 intensité lumineuse détectée par la première portion (42) de la couche photosensible (20). 6. biological analysis device according to one of claims 1 to 5, wherein the photosensitive layer comprises: - a first portion (42) provided with a first portion of the collection means, adapted to detect a light intensity incident from the capture mixture (12) and providing a first electrical magnitude (Iph + Idl) and - a second portion (44), provided with a second portion of the collection means, protected against incident light intensity from the capture mixture (12) and providing a second electrical magnitude (Id2), and wherein the reading and processing means (24) comprises means (50) for combined treatment of the first and second electrical quantities for the supply of a characteristic value of a light intensity detected by the first portion (42) of the photosensitive layer (20). 7. Procédé de fabrication d'un dispositif d'analyse biologique selon l'une des revendications 1 à 6, 30 caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de : - préparation (S100, S102, S104, S106, S108, S110) de la surface externe (22) de la couche photosensible (20) destinée à recevoir le mélange de capture, comprenant une étape de silanisation de la surface externe, - oxydation (S112) de l'hydrogel et greffage (S114, S116) de l'hydrogel oxydé sur la surface externe silanisée, - carboxylation (5118) et activation (5120) de l'hydrogel greffé, et - greffage (S122) de la protéine sonde dans l'hydrogel activé. 7. A method of manufacturing a biological analysis device according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises steps of: - preparation (S100, S102, S104, S106, S108, S110) of the outer surface (22) of the photosensitive layer (20) for receiving the capture mixture, comprising a step of silanizing the outer surface, - oxidation (S112) of the hydrogel and grafting (S114, S116) of the oxidized hydrogel on the silanized outer surface, - carboxylation (5118) and activation (5120) of the grafted hydrogel, and - grafting (S122) of the probe protein into the activated hydrogel. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de préparation de la surface externe par 10 silanisation comporte les phases suivantes : - nettoyage (S102) de la surface externe par rinçages successifs à l'eau déminéralisée, à l'acétone et à l'éthanol absolu dans un bain à ultrasons, - oxydation alcaline (5104) de la surface externe par 15 oxydation sous l'action d'un plasma ozone, puis traitement par une solution d'hydroxyde de potassium pendant plusieurs heures à température ambiante, - immersions successives (S106) dans de l'eau déminéralisée puis dans l'éthanol absolu sous ultrasons 20 et séchage sous flux d'Argon, - silanisation (108) de la surface externe au moyen d'une solution de 3-aminopropyltriethoxysilane dans de l'éthanol pendant plusieurs heures, immersions successives (5108) dans de l'eau 25 déminéralisée puis dans l'éthanol absolu sous ultrasons et séchage sous flux d'Argon, - chauffage du dispositif (S110) pendant plusieurs heures puis maintien sous atmosphère inerte. 30 8. Process according to claim 7, in which the step of preparing the external surface by silanisation comprises the following stages: cleaning (S102) of the external surface by successive rinsing with demineralised water, with acetone and with absolute ethanol in an ultrasonic bath, - alkaline oxidation (5104) of the outer surface by oxidation under the action of ozone plasma, and then treatment with a potassium hydroxide solution for several hours at room temperature - successive immersions (S106) in demineralized water and then in absolute ethanol under ultrasound and drying under argon flow, - silanization (108) of the external surface by means of a solution of 3-aminopropyltriethoxysilane in ethanol for several hours, successive immersions (5108) in deionized water and then in absolute ethanol under ultrasound and drying under an Argon flux, - heating the device (S110) for several hours s kept in an inert atmosphere. 30 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, dans lequel l'étape d'oxydation et de greffage de l'hydrogel comporte les phases suivantes : - dissolution (S112) de l'hydrogel dans de l'eau déminéralisée, puis traitement par une solution de 35 périodate de sodium dont le volume est ajusté afin d'obtenir un mélange dont le ratio molaire entre le périodate de sodium et un motif monomère prédéterminé et répété de l'hydrogel est de l'ordre de 50%, - protection (S112) du mélange réactionnel obtenu contre la lumière et agitation pendant plusieurs heures à température ambiante, pour obtenir un hydrogel oxydé, - greffage (S114) de l'hydrogel oxydé sur la surface externe silanisée et agitation à température ambiante et à l'abri de la lumière pendant plusieurs heures, - traitement (S116) de l'ensemble obtenu par une solution aqueuse de cyanoborohydrure de sodium pendant plusieurs heures afin de réduire des bases de Schiff formées, puis rinçage à l'eau déminéralisée, à l'éthanol et séchage sous flux d'Argon. 9. Method according to one of claims 7 and 8, wherein the step of oxidation and grafting of the hydrogel comprises the following phases: - dissolution (S112) of the hydrogel in demineralized water, then treatment with a sodium periodate solution whose volume is adjusted to obtain a mixture whose molar ratio between the sodium periodate and a predetermined and repeated monomer unit of the hydrogel is of the order of 50%; protection (S112) of the reaction mixture obtained against the light and stirring for several hours at room temperature, to obtain an oxidized hydrogel, - grafting (S114) of the oxidized hydrogel on the silanized outer surface and stirring at ambient temperature and at room temperature. protected from light for several hours, - treatment (S116) of the assembly obtained with an aqueous solution of sodium cyanoborohydride for several hours in order to reduce formed Schiff bases, then rinsing with deionized water alisee, ethanol and drying under an Argon flux. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel l'étape de carboxylation et d'activation de l'hydrogel greffé comporte les phases suivantes : - traitement (S118) de l'hydrogel greffé par une solution d'acide bromoacétique dans du périodate de sodium pendant plusieurs heures à température ambiante et sous Argon, - purge (S118) du mélange réactionnel obtenu puis rinçage à l'eau déminéralisée, à l'éthanol et séchage sous flux d' Argon, - activation (S120) sous forme d'esters des résidus carboxylates formés, puis rinçage à l'eau. 10. Method according to one of claims 7 to 9, wherein the step of carboxylation and activation of the grafted hydrogel comprises the following phases: - treatment (S118) of the hydrogel grafted with an acid solution bromoacetic acid in sodium periodate for several hours at room temperature and under argon, purge (S118) of the resulting reaction mixture and rinsing with deionized water, ethanol and drying under an Argon flux, - activation (S120) in the form of esters of the carboxylate residues formed, followed by rinsing with water. 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, comportant une étape préalable (S100) de traitement de la surface externe (22) de la couche photosensible destinée à recevoir le mélange de capture (12) à l'aide d'un revêtement hydrophobe dont la rugosité est choisie en sorte qu'au moins une solution déposée sur la couche photosensible pendant la préparation du mélange de 30 capture ne s'étale pas au-delà de la couche photosensible. 11. Method according to one of claims 7 to 10, comprising a preliminary step (S100) of treatment of the outer surface (22) of the photosensitive layer for receiving the capture mixture (12) using a hydrophobic coating whose roughness is chosen so that at least one solution deposited on the photosensitive layer during the preparation of the capture mixture does not spread beyond the photosensitive layer. 12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, comportant une étape consistant à dimensionner la surface externe (22) de la couche photosensible destinée à recevoir le mélange de capture (12) de manière à ce qu'elle corresponde à la taille d'une dose prédéterminée de mélange de capture pouvant être disposée sur la surface externe sous la forme d'une goutte. 12. Method according to one of claims 7 to 11, comprising a step of dimensioning the outer surface (22) of the photosensitive layer for receiving the capture mixture (12) so that it corresponds to the size a predetermined dose of capture mixture that can be disposed on the outer surface in the form of a drop. 13. Biocapteur comportant : - une pluralité de dispositifs d'analyse biologique de type pixel (10i) selon l'une des revendications 1 à 6, 15 disposés en une matrice de pixels, et - un circuit (30) de traitement des signaux fournis en sortie de la matrice de pixels. 13. Biosensor comprising: - a plurality of pixel-type biological analysis devices (10i) according to one of claims 1 to 6, 15 arranged in a matrix of pixels, and - a circuit (30) for processing the signals provided. at the output of the pixel matrix. 14. Biocapteur selon la revendication 13, dans 20 lequel : - chaque pixel (10i,i) de la matrice de pixels comporte un convertisseur (120) de signaux analogiques en signaux numériques pour la conversion numérique de la valeur caractéristique d'une intensité lumineuse détectée par la 25 couche photosensible de ce pixel, et - le circuit de traitement des signaux fournit en sortie de la matrice de pixels comporte un bus (126) de transmission de données numériques connecté aux convertisseurs des pixels de la matrice. The biosensor according to claim 13, wherein: - each pixel (10i, i) of the pixel array comprises a converter (120) of analog signals to digital signals for digital conversion of the characteristic value of a light intensity detected by the photosensitive layer of this pixel, and the signal processing circuit at the output of the pixel array comprises a digital data transmission bus (126) connected to the matrix pixel converters. 15. Biocapteur selon la revendication 13 ou 14, dans lequel chaque pixel (86a, 86b) est séparé d'un pixel adjacent (86a, 86b) par un joint isolant (92) conformé pour isoler électriquement la couche photosensible (88a,90a, 88b, 90b) du pixel de la couche photosensible du pixel adjacent. The biosensor according to claim 13 or 14, wherein each pixel (86a, 86b) is separated from an adjacent pixel (86a, 86b) by an insulating seal (92) shaped to electrically isolate the photosensitive layer (88a, 90a, 88b, 90b) of the pixel of the photosensitive layer of the adjacent pixel. 16. Biocapteur selon l'une des revendications 13 à 5 15 présentant une surface de contact avec un fluide à analyser, cette surface comprenant : - une première zone centrale (114) dans laquelle est disposée la matrice de pixels, recouverte par un revêtement hydrophobe, 10 - une première zone périphérique (116) entourant la zone centrale, comprenant des circuits électroniques et recouverte par un revêtement hydrophile, - une seconde zone périphérique (118) entourant la première zone périphérique (116), comprenant des plages 15 de contact électrique (117) et recouverte par un revêtement hydrophobe, et - une barrière d'une résine biocompatible (119) recouvrant la seconde zone périphérique (118), fixée sur le revêtement hydrophile. 20 16. Biosensor according to one of claims 13 to 5 having a contact surface with a fluid to be analyzed, this surface comprising: - a first central zone (114) in which is disposed the pixel matrix, covered by a hydrophobic coating A first peripheral zone (116) surrounding the central zone, comprising electronic circuits and covered by a hydrophilic coating, - a second peripheral zone (118) surrounding the first peripheral zone (116), comprising electrical contact pads 15 (117) and coated with a hydrophobic coating, and - a barrier of a biocompatible resin (119) covering the second peripheral zone (118), fixed on the hydrophilic coating. 20 17. Biocapteur selon l'une des revendications 16 et 17, dans lequel le revêtement hydrophile est de l'oxyde de silicium. 25 17. Biosensor according to one of claims 16 and 17, wherein the hydrophilic coating is silicon oxide. 25 18. Biocapteur selon l'une des revendications 16 et 17, dans lequel le revêtement hydrophobe est du nitrure de silicium. 18. Biosensor according to one of claims 16 and 17, wherein the hydrophobic coating is silicon nitride.
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