WO2023203033A1 - Procede de caracterisation d'analytes comportant une variation de temperature au moyen d'un nez electronique de type interferometrique - Google Patents

Procede de caracterisation d'analytes comportant une variation de temperature au moyen d'un nez electronique de type interferometrique Download PDF

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WO2023203033A1
WO2023203033A1 PCT/EP2023/060033 EP2023060033W WO2023203033A1 WO 2023203033 A1 WO2023203033 A1 WO 2023203033A1 EP 2023060033 W EP2023060033 W EP 2023060033W WO 2023203033 A1 WO2023203033 A1 WO 2023203033A1
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WO
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analytes
initial
final
functionalized surface
value
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Application number
PCT/EP2023/060033
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Kirill Arkhipov
Thierry Livache
Tristan ROUSSELLE
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Aryballe
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    • G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7779—Measurement method of reaction-produced change in sensor interferometric

Definitions

  • the field of the invention is that of the characterization of analytes present in a gaseous medium by an electronic nose of interferometric type.
  • STATE OF PRIOR ART The ability to analyze and characterize analytes present in a gaseous environment or contained in a gaseous medium, such as for example odorous molecules or volatile organic compounds, is an increasingly problematic issue.
  • FIG. 1A illustrates an example of an electronic nose 40 of the SPRi type similar to that described in the article by Brenet et al.
  • the functionalized surface 41 comprises the receivers, an SPR imaging measurement device, a processing unit 47, and a fluid management device (not shown).
  • the functionalized surface 41 is located on one face of a prism 42, and is formed of a plurality of sensitive sites adapted to capture by adsorption of the analytes present in a gas sample.
  • the measuring device further comprises a light source 43, an optical shaping device 44 formed here of a collimation lens and a polarizer, an optical imaging device 45 and a matrix photodetector 46 (image sensor).
  • the processing unit 47 makes it possible to characterize the analytes from the measurement signals provided by the measuring device.
  • the fluid management device is designed to bring a gaseous sample containing the analytes into contact with the functionalized surface.
  • the light source 43 emits the optical excitation signal towards the functionalized surface 41 at a working angle making it possible to generate surface plasmons there.
  • the reflected part of the optical excitation signal, forming a measurement signal, is then detected by the image sensor 46.
  • the intensity of the measurement signal depends on the local refractive index of the functionalized surface 41, which depends itself of the surface plasmons generated and the quantity of analytes located at each sensitive site.
  • FIG. 1B illustrates an example of an interferometer 12 of an electronic nose 1 of the interferometric type, as described in document EP3754326A1.
  • This electronic nose 1 also includes a functionalized surface 4 where the receivers are located, a measuring device formed of a light source, a matrix of Mach-Zehnder interferometers 12 produced in an integrated photonic circuit, and photodetectors, and finally includes a processing unit.
  • Each interferometer 12 comprises two waveguides, one of which forms a reference arm 14r, and the other a sensitive arm 14s on the surface of which are located the receivers which define a sensitive site of the functionalized surface 4.
  • a characterization method usually consists of acquiring and comparing values representative, for each sensitive site, of an initial physicochemical state of the sensitive site where the receptors are not linked to the analytes, and of a final physicochemical state where the receptors are linked with the analytes.
  • a physicochemical state is therefore a state of a sensitive site or of the functionalized surface defined by the proportion of receptors linked to the analytes or even to other species capable of binding to the receptors.
  • proportion of receptors is meant the ratio of the number of bound receptors to the total number of receptors at the sensitive site.
  • a physicochemical state can correspond to a so-called desorbed stationary state where the receptors are not bound to the analytes (or to any other chemical species), for example a majority of the receptors, or even almost all the receptors are not bound.
  • a so-called adsorbed physicochemical state corresponds to a stationary state where the receptors are linked to the analytes (or to any other chemical species), for example a majority of the receptors, or even almost all the receptors are bound.
  • two values are usually acquired, namely a first value linked to an initial desorbed physicochemical state, and a second value linked to a final adsorbed physicochemical state.
  • Figure 1C illustrates an example of a signal (or sensorgram) obtained by an SPRi type electronic nose during such a characterization process.
  • a sensorgram is a signal corresponding to the temporal evolution of a parameter representative of the adsorption/desorption interactions of analytes with the receptors of a sensitive site.
  • These sensorgrams can be so-called useful signals su (k) (t) corresponding to the temporal evolution of the variation ⁇ %R(k)(t) of the reflectivity associated with each of the sensitive sites (here referenced by the index k ranging from 1 to K).
  • the %R reflectivity here is the ratio between the intensity of the optical measurement signal detected by the image sensor to the intensity of the optical excitation signal emitted by the light source.
  • the variation in reflectivity ⁇ %R is obtained by subtracting from the temporal evolution of the reflectivity %R(t) a reference value (baseline, in English) associated with a reference gas not containing analytes. Also, the useful signals su (k) (t) all have the same constant initial value which is substantially zero.
  • a characterization process usually comprises at least two successive phases of exposure of the functionalized surface to different gaseous environments, namely a first so-called reference phase Ph1 where the functionalized surface is exposed to a reference gas not not containing the analytes, then a second phase Ph2 called characterization where it is exposed to a sample or a gaseous environment containing the analytes, and finally to a third phase Ph3 called purging where the analytes are evacuated by the renewal of the environment gaseous.
  • the quality of the characterization depends in particular on the fact that the sensitive sites initially present a physicochemical state that is effectively desorbed on the one hand, and that the functionalized surface presents homogeneity between the physicochemical states of the sensitive sites on the other hand.
  • the sensitive sites initially present a physicochemical state that is effectively desorbed on the one hand, and that the functionalized surface presents homogeneity between the physicochemical states of the sensitive sites on the other hand.
  • the sensitive sites presents an initial physicochemical state which is not really desorbed, that is to say whose quantity of available receptors is reduced compared to that of the sensitive sites neighbors, it will provide a response in terms of interaction with the analytes which is not comparable to those of other sensitive sites. This then leads to a signature that is no longer characteristic of the analytes.
  • the invention aims to remedy at least in part the drawbacks of the prior art, and more particularly to propose a characterization method using an electronic nose of the interferometric type, making it possible to reduce or even eliminate the risks of deterioration in the quality of the characterization of the analytes, in particular by ensuring that the or the sensitive sites of the functionalized surface present, during the process, an effectively desorbed and homogeneous physicochemical state.
  • an object of the invention is a method for characterizing analytes present in a gaseous medium, by means of an electronic nose.
  • This comprises: - a functionalized surface containing at least one sensitive site having receptors with which the analytes are able to interact by adsorption/desorption, the sensitive site presenting a physicochemical state defined by a proportion of the receptors linked to the analytes; - a measuring device, comprising: at least one interferometer having two waveguides, one of which forms a sensitive arm on the surface of which the sensitive site is located and the other a reference arm, coupled to a light source; and at least one photodetector coupled to the interferometer; - a processing unit, connected to the photodetector; - a thermal module, adapted to generate a temperature variation of the functionalized surface.
  • the characterization process comprises the following steps: - a) exposure of the functionalized surface to the gaseous medium containing the analytes, the functionalized surface having an initial temperature at most equal to a first predefined value T1, so that the functionalized surface presents an initial physicochemical state called adsorbed where the proportion of receptors linked to the analytes is equal to a non-zero initial value pia; - b) generation by the thermal module of an increase in temperature of the functionalized surface up to at least a second predefined value T2, thus causing a change of state between the initial adsorbed physicochemical state and a final physicochemical state called desorbed where the proportion of receptors bound to the analytes is equal to a final value p fd less than p ia ; - c) measurement by the photodetector of the optical signal transmitted by the interferometer, during the stages of exposure and generation of the temperature increase; - d) determination by the processing unit: of a so
  • the temperature difference between the first value T1 and the second value T2 can be at least equal to 5°C.
  • the first value T1 may be at most equal to 25°C, and the second value T2 may be at least equal to 30°C.
  • the first value T1 can be between 2°C and 25°C, and the second value T 2 can be between 30°C and 60°C.
  • Steps a) to e) can be repeated successively, the functionalized surface then being successively exposed, at each new step a), either to the same gaseous medium in terms of type and concentration of analytes, or to different gaseous media in terms of type and/or concentration of analytes.
  • the invention also relates to an electronic nose adapted to characterize analytes present in a gaseous medium, for implementing the characterization method according to any of the preceding characteristics.
  • the electronic nose comprises: - a functionalized surface containing at least one sensitive site having receptors with which the analytes are able to interact by adsorption/desorption, the sensitive site presenting a physicochemical state defined by a proportion of the receptors linked to the analytes; - a measuring device, comprising: at least one interferometer having two waveguides, one of which forms a sensitive arm on the surface of which the sensitive site is located and the other a reference arm, coupled to a light source; and at least one photodetector coupled to the interferometer; - a processing unit, connected to the photodetector, adapted to determine: a so-called extracted phase difference ⁇ (k)(t) between the optical signals circulating in the waveguides, from an optical signal measured by the photodetector ,
  • the thermal module may include a heater which extends opposite the arms of the interferometer.
  • the functionalized surface can be located on a first face of a support where the waveguides are located, the heater being arranged on a second face of the support opposite the first face, the support being made of a material that is thermally driver.
  • the measuring device may include a plurality of interferometers, the heater extending opposite the arms of all said interferometers.
  • the thermal module can be adapted to increase the temperature of the functionalized surface to a final temperature of between 30°C and 60°C.
  • the thermal module may include an electrical source adapted to apply to a heater an electrical signal in steps causing the temperature increase.
  • the thermal module can be adapted to cause the temperature to increase from the initial temperature to the final temperature in a period of at most 5 seconds.
  • the interferometer may be a Mach-Zehnder interferometer or a resonant ring interferometer.
  • FIG. 2A comprising the light source, a matrix of interferometers and photodetectors
  • Figure 2C is a schematic top view of the sensitive arm and the reference arm of an interferometer of Fig.2B
  • FIG. 3A illustrates temporal evolutions of the extracted phase difference ⁇ (k)(t) and the unfolded phase difference ⁇ (k) (t) associated with the optical signals traveling through the arms of an interferometer of FIG.
  • Figure 5A is a schematic and partial view of an electronic nose of the interferometric type according to one embodiment of the invention
  • Figure 5B is a schematic top view of the thermal module of the electronic nose of Fig.5A
  • Figure 5C is a schematic top view of the thermal module of the electronic nose of Fig.5A
  • Figure 7C illustrates another example of temporal evolutions of the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) during the succession of characterization phases of Fig.7A, in the case where the functionalized surface is exposed to different gaseous media in terms of type and/or concentration of analytes.
  • DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS [0029]
  • the same references represent identical or similar elements.
  • the different elements are not represented to scale so as to favor the clarity of the figures.
  • the different embodiments and variants are not exclusive of each other and can be combined with each other.
  • the invention generally relates to the characterization of analytes present in a gaseous sample or in a gaseous medium to be analyzed.
  • the characterization is carried out using an electronic nose of the interferometric type, which comprises at least: a functionalized surface comprising at least one sensitive site where receptors are located; a measuring device comprising a light source, at least one interferometer comprising two waveguides which form a sensitive arm and a reference arm, at least one photodetector; and a processing unit.
  • It also includes a thermal module adapted to generate an increase in the temperature of the functionalized surface, thus causing a change of state of the sensitive site(s), namely the transition from an initial physicochemical state called adsorbed E ia where receptors are linked to the analytes, to a final physicochemical state called desorbed E fd where at least part of these receptors is no longer linked to the analytes.
  • the characterization of the analytes is then carried out from initial values ⁇ (k)i and final ⁇ (k)f of the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) associated respectively with the initial adsorbed state Eia and with the desorbed final state Efd.
  • the sensitive site presents a certain proportion of its receptors which are linked to the analytes, equal to a non-zero initial value p ia , or even, equivalently, a certain quantity of bound receptors to the analytes.
  • the proportion p of receptors bound to analytes is the ratio of the quantity of receptors then bound to analytes to the total quantity of receptors at the sensitive site.
  • the initial pia proportion can be equal to approximately 20%, 30%, 50%, 80%, or even 100% of the total quantity of receptors on the site sensitive.
  • the sensitive site presents a proportion of receptors linked to the analytes equal to a final value p fd , or even a quantity of receptors linked to the analytes.
  • This final proportion pfd is lower than the initial value pia since there has been desorption of the analytes. It can be equal to 80%, 50%, 30%, 20% of the initial pia value, or even be equal to approximately 0% of pia which corresponds to the fact that none of the receptors of the sensitive site are linked to the analytes .
  • the initial states E ia and final states E fd are preferably stationary states (but may not be).
  • steady state we mean that the relative variation of the measurement signal coming from the photodetector, between two successive measurement instants, is less than a predefined threshold value, for example equal to 10% or even 5%.
  • a predefined threshold value for example equal to 10% or even 5%.
  • characterization we mean obtaining information representative of the interactions of the analytes contained in the gaseous medium with the receptors of the sensitive site(s) of the functionalized surface of the electronic nose.
  • the interactions in question here are adsorption and/or desorption events of the analytes with the receptors.
  • This information thus forms an interaction pattern, in other words a “signature” of the analytes, this pattern can be represented for example in the form of a histogram or a radar diagram.
  • the interaction pattern is formed by the K scalar or vector representative information, this coming from the measurement signal associated with the sensitive site considered associated with a state initial here adsorbed and to a final state here desorbed.
  • the analytes are elements intended to be characterized by the electronic nose, and are present in a gaseous medium. They can be, by way of illustration, volatile organic or inorganic molecules, water molecules, among others.
  • receptors ligands, in English
  • the receptors of different sensitive sites preferably have different physicochemical properties, which impact their ability to interact with analytes. These may be, for example, amino acids, peptides, nucleotides, polypeptides, proteins, organic polymers, oligo- or polysaccharides, among others.
  • the analytes and receptors are chosen so that the analytes can be desorbed during an increase in temperature of the functionalized surface controlled by a thermal module of the electronic nose.
  • Figures 2A to 2C are schematic and partial views of a conventional electronic nose 1 of the interferometric type.
  • the electronic nose 1 comprises several interferometers 12, referenced by the index k ranging from 1 to K>1. These are Mach-Zehnder interferometers, but they can also be resonant ring interferometers.
  • the interferometers 12 are here made in a photonic chip containing an integrated photonic circuit, made for example from silicon.
  • the light source 11 and the photodetectors 16 can be located on or in the photonic chip, or can be offset and coupled to it by optical couplers (diffraction gratings, etc.).
  • the processing unit 5 can be located in or on the photonic chip, or be remote.
  • the electronic nose 1 comprises a functionalized surface 4 comprising at least one sensitive site, and here a plurality K of sensitive sites.
  • the sensitive sites are surfaces located at the sensitive arms 14s of the interferometers 12, and include receptors 3 capable of interacting with the analytes 2 to be characterized.
  • the electronic nose 1 can be distinct from each other in the sense that they include receptors 3 that are different from one sensitive site to another in terms of physicochemical affinity with respect to the analytes 2 to be characterized, and are therefore intended to provide different interaction information from one sensitive site to another.
  • the sensitive sites form different zones of the functionalized surface 4.
  • the electronic nose 1 can also include several identical sensitive sites in terms of physicochemical affinity, with the aim for example of detecting a possible measurement drift and/or allowing the identification of a defective sensitive site.
  • the electronic nose 1 comprises a housing 21 which delimits a measuring chamber 20 with the functionalized surface 4.
  • the housing 21 comprises a main opening 22, located here above and perpendicular to the functionalized surface 4.
  • the main opening 22 can be closed, in particular to protect the functionalized surface 4 during the storage phases of the electronic nose 1.
  • this housing 21 remains optional and can therefore be absent.
  • the light source 11 is preferably a source of a continuous and monochromatic signal, coherent or not, of predefined wavelength for example located in the near infrared. It can be a vertical cavity surface emitting laser source (VCSEL), a type III-V/Si hybrid laser source, or any other type of laser source. It can also be a light-emitting diode.
  • the light source 11 is optically coupled to an input waveguide produced here in the photonic chip.
  • the input waveguide is coupled to an optical divider, which divides the optical signal and directs it towards the K interferometers 12 arranged here in parallel to each other.
  • each interferometer 12 here is of the Mach-Zehnder type, but it could be of the resonant ring type.
  • an interferometer 12 comprises an input divider 13, two distinct waveguides called arms 14s, 14r, coupled to the input divider 13, and an output coupler 15 combining the optical signals circulating in both arms. The recombined optical signal then circulates in the output waveguide to the corresponding photodetector 16.
  • the interferometers 12 each comprise a sensitive arm 14s on the surface of which receivers 3 are arranged to form a sensitive site, the other arm not comprising receptors 3 and forms the reference arm 14r.
  • the waveguide of the sensitive arm 14s (material with a high refractive index) is located at a depth of the functionalized surface 4, therefore of the receivers 3, such that the optical signal (guided mode) propagating there presents an effective index which depends on the quantity of analytes 2 bound to receptors 3 of the sensitive site.
  • the effective index of a guided mode is defined as the product of the propagation constant ⁇ and ⁇ /2 ⁇ , ⁇ being the wavelength of the optical signal.
  • the propagation constant ⁇ depends on the wavelength ⁇ and the mode of the optical signal, as well as the properties of the waveguide (refractive indices and geometry).
  • the effective mode index corresponds, in some way, to the refractive index of the waveguide 'seen' by the optical mode.
  • each interferometer 12 is coupled to at least one photodetector 16. This measures the value of the intensity or power of the optical output signal, at each measurement instant, and transmits this information to the monitoring unit. processing 5.
  • each interferometer 12 is coupled to a 2x3 multimode coupler (MMI, for Multi Mode Interference, in English), the optical output signals then being phase shifted by 2 ⁇ /3 and detected by photodetectors 16.
  • MMI Multi Mode Interference
  • Other approaches are possible, for example using a 2x4 multimode coupler where the four optical output signals are phase shifted by ⁇ /2.
  • the processing unit 5 allows the implementation of the processing operations described below as part of the characterization process. It may include at least one microprocessor and at least one memory. It is connected to the measuring device 10, and more precisely to the photodetectors 16. It includes a programmable processor capable of executing instructions recorded on an information recording medium. It further comprises at least one memory containing the instructions necessary for implementing the characterization process. The memory is also suitable for storing the information calculated at each measurement instant.
  • Figure 3A illustrates an example of temporal evolutions of the so-called extracted phase difference ⁇ (k)(t) and the so-called unfolded phase difference ⁇ (k)(t) associated with an interferometer 12 of the electronic nose 1 of fig.2A.
  • Figure 3B is a flowchart of an example of phase unfolding steps, to obtain the unfolded phase difference ⁇ (k) (t) from the so-called extracted phase difference ⁇ (k)(t).
  • the power of the optical output signal varies periodically, and more precisely sinusoidally, as a function of the phase difference between the optical signals traveling through the sensitive arm 14s and the reference arm 14r of the interferometer 12.
  • phase extraction methods generally use an inverse trigonometric function such as an arc-tangent
  • the extracted phase difference ⁇ (k) (t) then has values modulo 2 ⁇ .
  • the analytes 2 bind to the receptors 3 of a sensitive arm 14s (here of index k)
  • the phase difference increases between the optical signals traveling through the two arms of the interferometer 12.
  • the extracted phase difference ⁇ (k) (t) increases by presenting discontinuities of the order of 2 ⁇ each time it reaches one of the limits of the interval [- ⁇ ; + ⁇ ] of width 2 ⁇ .
  • the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) which is representative of the effective phase difference between the optical signals traveling through the arms of the interferometer, increases continuously without being constrained to remain in the interval [- ⁇ ; + ⁇ ].
  • the determination of the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) is carried out for each successive measurement instant ti going from t0 to tN.
  • step 10 the temporal evolution of the intensity I(k)(ti) or the power P(k)(ti) of the optical output signal measured by the photodetector 16 over a detection duration is acquired. T. Then, during step 20, the processing unit 5 determines (extracts) the phase information contained in the measured signal, and more precisely here the temporal evolution ⁇ (k)(ti) of the difference of so-called extracted phase ⁇ (k) between the optical signals circulating in the arms.
  • the value of this instantaneous variation ⁇ (k) (t i ) is compared to a predefined threshold value S1, for example approximately ⁇ , to add or not a positive or negative unit to the increment m(ti -1).
  • the unfolded phase difference ⁇ (k)(ti) is determined by adding to the extracted phase difference ⁇ (k)(ti) the multiple of 2 ⁇ , i.e. m(ti) ⁇ 2 ⁇ .
  • the signature characterizing the analytes 2 can then be determined from the initial ⁇ (k)i and final ⁇ ( k)f of the unfolded phase difference ⁇ (k)(ti), respectively during the first reference phase Ph1 where the sensitive sites present an initial desorbed physicochemical state and during the second characterization phase Ph2 where the sensitive sites present a final adsorbed physicochemical state.
  • Fig.4A illustrates an example of temporal evolution of the extracted phase differences ⁇ and unfolded ⁇ in the case of a characterization process comprising a first reference phase Ph1 followed by a second characterization phase Ph2 .
  • Fig.4B illustrates a similar situation, where the effective phase difference between the two guided signals did not vary before the first phase Ph1.
  • fig.4C illustrates another similar situation, where, unlike fig.4B, the effective phase difference between the two guided signals varied before the first phase Ph1.
  • a single sensitive site a single interferometer
  • the functionalized surface 4 is exposed to a reference gas not containing the analytes 2.
  • the photodetector 16 acquires the power of the optical signal received, and the processing unit 5 determines the extracted phase difference ⁇ (t).
  • the extracted phase difference ⁇ (k)(t) has a constant initial value included in the interval [- ⁇ ; + ⁇ ], representative of an initial stationary physicochemical state of desorbed type.
  • the unfolded phase difference ⁇ (t) has a constant value ⁇ i.
  • the extracted phase difference ⁇ (t) then increases until reaching the upper threshold + ⁇ , presents a discontinuity of -2 ⁇ , then increases, and so on until reaching a final stationary value representative of a stationary physicochemical state final adsorbed type.
  • the unit processing unit 5 determines the unfolded phase difference ⁇ (t) from the evolution of the extracted phase difference ⁇ (t), as described previously with reference to the flowchart of fig.3B.
  • the unfolded phase difference ⁇ eff (t) therefore increases continuously (without discontinuities) until reaching a stationary final value ⁇ eff,f0 .
  • these interactions take place before the characterization process and are therefore not known to the user (processing unit 5 is not active).
  • the characterization process is carried out, with a first reference phase Ph1 where the functionalized surface 4 is exposed to the reference gas, then with the second characterization phase Ph2 where the functionalized surface 4 is exposed to the analytes 2.
  • the processing unit 5 determines the extracted phase difference ⁇ (t) which presents an evolution always contained in the interval [- ⁇ ; + ⁇ ], then determines the unfolded phase difference ⁇ (t).
  • the phase difference ⁇ (t) is initially equal to the value ⁇ eff,f0 then increases while remaining within the interval [- ⁇ ; + ⁇ ], therefore presenting discontinuities of -2 ⁇ .
  • the unfolded phase difference ⁇ (t) then varies from an initial value ⁇ i (equal to ⁇ eff,f0 ) to a final value ⁇ f.
  • the effective unfolded phase difference ⁇ eff (t) has a value ⁇ efff0 during the first reference phase Ph1 which is much greater than the value ⁇ i determined by the processing unit 5.
  • the processing unit 5 considers that the initial physicochemical state of the sensitive site is a desorbed state, when this is in fact not the case. It follows that the processing unit 5 will determine a signature S as being equal to ⁇ , whereas the effective signature should be ⁇ eff . This error when determining the signature comes from the indetermination modulo 2 ⁇ of the extracted phase difference ⁇ (t), which leads to a loss of information on the effective physicochemical state of the sensitive site during the first phase Ph1 reference. It therefore does not seem possible, in the case of such a characterization process using an electronic nose 1 of the interferometric type, to identify and rule out erroneous signature values of sensitive sites.
  • FIGS 5A to 5C are schematic and partial views of an electronic nose 1 of the interferometric type according to one embodiment of the invention, for the implementation of a characterization method making it possible to obtain a signature effectively characteristic of analytes 2.
  • the electronic nose 1 according to the invention comprises a functionalized surface 4, a measuring device 10, and a processing unit 5 identical or similar to those of the electronic nose 1 according to fig.2A to 2C.
  • a thermal module 30 adapted to generate an increase in temperature of the functionalized surface 4, thus causing the transition of the physicochemical state of the functionalized surface 4 and therefore of the sensitive sites: from an initial adsorbed physicochemical state Eia where the proportion (or quantity) of receptors 3 linked to analytes 2 is equal to an initial value pia non-zero, to a final desorbed physicochemical state Eid where the proportion (or quantity) of receptors 3 linked to analytes is equal to a final pfd value less than p ia .
  • the initial adsorbed states E ia and final desorbed states E fd are here stationary states (but they may not be).
  • the characterization method according to the invention comprises two successive phases during which the differences in extracted phase ⁇ (k)(t) and unfolded phase ⁇ (k)(t) are determined, namely a first phase Ph1 called adsorption where the functionalized surface 4 is exposed to the analytes 2 until its physicochemical state reaches the initial adsorbed state E ia , then a second phase Ph2 called desorption where the desorption of the analytes 2 is caused by the increase in temperature to move to the final desorbed state Efd.
  • the thermal module 30 comprises in this example an electrical source 32 connected to a resistive track 31 (heater) made of an electrically conductive material.
  • the heater 31 extends here facing the functionalized surface 4, and more precisely the sensitive arms 14s of the interferometers 12. It is connected to the electrical source 32 to receive an electrical signal causing the increase in temperature by the Joule effect.
  • the measuring support 23 and the lower support 24 are made of a thermally conductive material.
  • the heater 31 is arranged facing the functionalized surface 4, at the level of the rear face of the lower support 24. Alternatively, it can be located between the lower support 24 and the measuring support 23, in which case the lower support 24 n It does not need to be made of a thermally conductive material. [0067] As illustrated in Fig.5B, the heater 31 is made in the form of at least one track of an electrically conductive and resistive material, for example metallic.
  • the heater 31 extends facing all the arms of the interferometers 12, therefore facing the sensitive arms 14s like the reference arms 14r.
  • the heater 31 is adapted to modify the temperature T of the functionalized surface 4 in a spatially homogeneous manner.
  • the electrical source 32 is adapted to apply an electrical signal to the heater 31, for example in steps.
  • a stepped electrical signal corresponds to an electrical signal whose intensity passes from a first initial value to a second final value in a short duration, here less than or equal to a few seconds, preferably in at most 5 seconds.
  • This electrical signal is here adapted to cause by Joule effect a positive variation in temperature at the level of the functionalized surface 4 and therefore of the sensitive sites, so that their temperature passes from an initial value less than or equal to a first threshold value T 1 to a final value greater than or equal to a second threshold value T 2 .
  • the difference between the T 1 and T 2 values can be at least equal to 5°C, and can be of the order of approximately 20°C to cause effective desorption of the analytes from a significant proportion of the receptors.
  • the value T1 can be between 2°C and 25°C, for example equal to 20°C, and the value T2 can be between 30°C and 60°C, for example equal to 50°C.
  • FIG. 6A to 6C illustrate steps of a characterization method according to one embodiment, using the electronic nose 1 illustrated in Fig.5A.
  • Fig.6A illustrates an evolution of the interactions between the analytes 2 and the receptors 3 of the functionalized surface 4, during a characterization process according to the invention implementing an increase in the temperature to move from the absorption phase Ph1 to the desorption phase Ph2.
  • Fig.6B illustrates an increase in the temperature of the functionalized surface 4
  • Fig.6C illustrates temporal evolutions of the extracted phase difference ⁇ (k)(t) and the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) during the characterization process.
  • the characterization process provides for an adsorption phase Ph1 during which the functionalized surface 4 is exposed to the analytes 2, the initial temperature being less than or equal to the first value T 1 ; followed by a desorption phase Ph2 where a desorption of the analytes 2 is caused by means of an increase in the temperature to at least the second value T2.
  • the sensitive site is exposed to a gaseous medium containing the analytes 2.
  • the latter can be brought to the contacts of the receptors 3 in a controlled manner (by for example by forced advection) or not (for example by diffusion or natural advection).
  • the interactions ultimately present a stationary regime in which there is a balance between the number of adsorption events and the number of desorption events. In other words, each desorption event is immediately followed by an adsorption event, so that we consider that the receptors 3 are linked to the analytes 2.
  • the sensitive site then presents the initial physicochemical state of adsorption Eia where the proportion (or quantity) of receptors 3 linked to analytes 2 is equal to the non-zero initial value pia.
  • the interaction between an analyte A and a receptor L is a reversible phenomenon characterized by an adsorption constant k a (in mol -1 .s -1 ) of the analyte A to the receptor L to form an analyte/receptor compound LA (for ligand-analyte, in English), and by a desorption constant kb (in s -1 ) corresponding to the dissociation of the compound LA.
  • the ratio kd/ka forms the equilibrium dissociation constant kD (in mol) which gives the value of the concentration cA of the analytes A making it possible to saturate 50% of the receptors L.
  • the maximum stationary value of the measurement signal is proportional to the concentration c A (t) of the analytes A.
  • the saturation of the L receptors of the sensitive site i.e. say the fact that all receptors are bound to analytes, can be achieved when the concentration cA of analytes A is sufficient, which is assumed to be the case here.
  • the thermal module 30 maintains the temperature of the functionalized surface 4 at a temperature less than or equal to a first threshold value T1 for which the analytes 2 remain adsorbed to receptors 3.
  • the physicochemical state of the sensitive site gradually passes from a desorbed state (or partially desorbed) to a stationary adsorbed state here Eia.
  • the electrical signal applied by the electrical source 32 to the heater 31 can here remain zero, so that the temperature generated at the sensitive sites has for example the ambient temperature of approximately 20°C, less than or equal to the adsorption value Predefined T1 which can be equal to 25°C.
  • the second phase of Ph2 desorption is carried out.
  • the electrical source 32 applies an electrical signal to the heater 31, here a step signal, so as to cause an increase in temperature to at least the second threshold value T 2 , leading to the desorption of the analytes 2 with respect to -vis receptors 3.
  • the proportion (or quantity) of receptors linked to the analytes then passes from the initial value pia not zero, to the final value pfd less than pia.
  • the pfd value can be equal to or close to 0%.
  • the electrical signal has a positive step so that it goes from the value, for example zero, to a non-zero constant value in a very short period of time, for example in 1s or less.
  • the temperature T(t) thus passes quickly from the initial value less than or equal to T1, to a final value greater than or equal to T2 in a very short period of time, for example in less than 10s or in less than 5s.
  • the physicochemical state of the sensitive site changes quickly from the initial adsorbed state Eia to the final desorbed state E fd .
  • the processing unit 5 receives the optical signal received by the photodetector, and determines the phase difference extracted ⁇ (t). As the analytes 2 bind to the receptors 3 during the Ph1 phase, the extracted phase difference ⁇ (t) gradually increases while remaining in the interval [- ⁇ ; + ⁇ ], and thus presents discontinuities of -2 ⁇ . When the steady state is established, the extracted phase difference ⁇ (t) presents an initial constant value. The processing unit 5 then determines the unfolded phase difference ⁇ (t), which then presents the initial constant value ⁇ i.
  • the processing unit 5 can alternatively determine the unfolded phase difference ⁇ (t) from the start of the first phase Ph1. It would then present a value ⁇ eff,i which is greater than the value ⁇ i . [0077] Then, during the second desorption phase Ph2, due to the increase in temperature which causes the rapid desorption of the analytes 2, the extracted phase difference ⁇ (t) decreases rapidly while remaining within the interval [- ⁇ ; + ⁇ ], and thus presents discontinuities of +2 ⁇ . When the steady state is established, the extracted phase difference ⁇ (t) presents a final constant value. The processing unit 5 then determines the unfolded phase difference ⁇ (t) which then presents the final value ⁇ f .
  • which is also equal to ⁇ eff
  • the differences acquired for each of the sensitive sites can be normalized so that they are between 0 and 1.
  • the signature is determined while the site sensitive has an initial adsorbed state Eia and a final desorbed state Efd, and not, as in the prior art, from an initial desorbed state (or even partially desorbed) and a final adsorbed state.
  • the gaseous medium to which the functionalized surface is exposed does not vary significantly or little between the adsorption phase Ph1 and the desorption phase Ph2, only the state of the functionalized surface changes between the initial adsorbed state Eia and the final desorbed state Efd due to the increase in temperature, whereas in the prior art, the gaseous medium changes (absence of the analytes to measure the baseline, then presence of the analytes, and finally evacuation of analytes). We thus limit or even eliminate the error when determining the signature which comes from the loss of information on the real initial state of the sensitive site(s) linked to the indetermination modulo 2 ⁇ of the extracted phase difference ⁇ (t ).
  • the transition from the initial adsorbed state Eia to the final desorbed state E fd is caused by the increase in temperature of the functionalized surface 4, and not by a controlled fluidic management, which makes it possible in particular to simplify the structural configuration of the electronic nose 1.
  • the quality of characterization of the analytes 2 is also improved, to the extent that desorption by thermal effect can be more effective than desorption by fluidic effect and can be effective for each sensitive site, so that the functionalized surface 4 presents a final state that is effectively desorbed and substantially homogeneous.
  • Figures 7A, 7B and 7C illustrate the situation where several successive characterization phases are carried out by the electronic nose, in the case where the functionalized surface is exposed to the same gaseous medium (same type and same concentration of analytes) and in the case where the functionalized surface is successively exposed to different gaseous media in terms of type and/or concentration of analytes.
  • the different successive phases of characterization can take place over short periods of time, for example of the order of a few seconds to minutes, as well as over long periods of time, for example of the order of a few hours to days.
  • Fig.7A illustrates an example of variation in the temperature of the functionalized surface, during a succession of phases of characterization of gaseous media, denoted here A, B, C (the electronic nose can thus perform a large number of successive characterization phases A, B, C, D, E).
  • each characterization phase A, B, C... includes the adsorption phase Ph1 where the temperature remains at most equal to the value T1 and where the functionalized surface is exposed to a gaseous medium containing the analytes; followed by the Ph2 desorption phase where the temperature is increased to at least the T2 value to cause the desorption of the analytes with respect to the receptors.
  • Fig.7B illustrates an example of temporal evolutions of the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) during the succession of characterization phases A, B, C... of fig.7A, in the case where the functionalized surface is exposed to the same gaseous medium in terms of analytes (same type and same concentration).
  • the concentration of the analytes remains constant in the gaseous medium from one characterization phase A, B, C... to the next.
  • the effective unfolded phase difference ⁇ eff (t) varies between a stationary value here ⁇ eff,i representative of the initial adsorbed state Eia, and a stationary value here ⁇ eff,f representative of the final desorbed state Efd.
  • the unfolded phase difference ⁇ (t) varies between a stationary value ⁇ i representative of the initial adsorbed state Eia, and a stationary value ⁇ f representative of the final desorbed state E fd .
  • the difference between ⁇ i and ⁇ f remains the same for each of the characterization phases A, B, C, etc. .
  • the value ⁇ eff(t0) can be non-zero, or even arbitrary, due to a possible initial 'pollution' of the functionalized surface.
  • Fig.7C illustrates another example of temporal evolutions of the unfolded phase difference ⁇ (k)(t) during the succession of characterization phases A, B, C... of fig.7A, in the case where the functionalized surface is exposed to gaseous media different in terms of analytes.
  • the analytes may be the same but the concentration varies over time, or they may be different analytes from one characterization phase A, B, C... to another.
  • the effective unfolded phase difference ⁇ eff (t) varies between a here stationary value ⁇ eff,i representative of the initial adsorbed state Eia which is here different from a characterization phase A, B, C... to the other, as the pia proportion of receptors bound to the analytes may be different.
  • ⁇ eff,f the initial adsorbed state Eia which is here different from a characterization phase A, B, C... to the other.
  • each characterization phase includes a second Ph2 desorption phase during which the thermal desorption of the analytes is caused (preferably total), thus making it possible to remove possible errors linked to the indetermination modulo 2 ⁇ of the extracted phase difference ⁇ (t).

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Abstract

L'invention porte sur un procédé de caractérisation d'analytes au moyen d'un nez électronique de type interférométrique, comportant les étapes suivantes : o exposer la surface fonctionnalisée (4) au milieu gazeux contenant les analytes, laquelle présente une température initiale au plus égale à T1, de sorte qu'elle présente un état initial adsorbé; o générer une augmentation de la température de la surface fonctionnalisée (4) jusqu'à au moins T2, de sorte qu'elle présente un état final désorbé; o mesurer le signal optique transmis par l'interféromètre 12; o déterminer une différence de phase extraite φ(k)(t), puis une différence de phase dépliée Φ(k)(t), et enfin des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k) f permettant ainsi de caractériser les analytes.

Description

PROCEDE DE CARACTERISATION D’ANALYTES COMPORTANT UNE VARIATION DE TEMPERATURE AU MOYEN D’UN NEZ ELECTRONIQUE DE TYPE INTERFEROMETRIQUE DOMAINE TECHNIQUE [001] Le domaine de l’invention est celui de la caractérisation d’analytes présents dans un milieu gazeux par un nez électronique de type interférométrique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [002] La capacité d’analyser et de caractériser des analytes présents dans un environnement gazeux ou contenus dans un milieu gazeux, tels que par exemple des molécules odorantes ou des composés organiques volatils, est une problématique de plus en plus importante, notamment dans les domaines de la santé, de l’industrie agroalimentaire, de l’industrie de la parfumerie (senteurs), voire du confort olfactif dans les endroits confinés publics ou privés (automobile, hôtellerie, lieux partagés…), etc… La caractérisation de tels analytes présents peut être effectuée par un système de caractérisation appelé « nez électronique ». [003] Différentes approches de caractérisation existent, qui se distinguent entre elles notamment par la nécessité ou non d’avoir à « marquer » au préalable les analytes ou les récepteurs par un agent de révélation. A la différence par exemple de la détection par fluorescence qui nécessite d’avoir recours à de tels marqueurs, la détection utilisant l’imagerie par résonance plasmonique de surface (SPRi pour Surface Plasmon Resonance Imaging, en anglais), et celle utilisant un principe interférométrique, par exemple de type Mach-Zehnder (MZI, pour Mach-Zehnder Interferometer, en anglais), sont des techniques dites sans marqueur (label free, en anglais). [004] Dans un nez électronique à technologie SPRi ou MZI, les analytes présents dans un milieu gazeux viennent interagir par adsorption/désorption avec des récepteurs situés dans un ou plusieurs sites sensibles d’une surface fonctionnalisée. Il s’agit de détecter en temps réel un signal optique associé à chacun des sites sensibles, représentatif de la variation temporelle de l’indice de réfraction local du fait des interactions d’adsorption/désorption des analytes avec les récepteurs. Dans le cadre de la technologie SPRi par exemple, on mesure en temps réel l’intensité des signaux optiques provenant des différents sites sensibles, ces signaux optiques étant une partie réfléchie d’un signal optique d’excitation émis par une source lumineuse. L’intensité de chaque signal optique détecté par un capteur optique est directement corrélée aux interactions d’adsorption/désorption des analytes avec les récepteurs. [005] A ce titre, la figure 1A illustre un exemple de nez électronique 40 de type SPRi similaire à celui décrit dans l’article de Brenet et al. intitulé Highly-Selective Optoelectronic Noze Based On Surface Plasmon Resonance Imaging for Sensing Volatile Organic Compounds, Anal. Chem. 2018, 90, 16, 9879-9887. Il comporte une surface fonctionnalisée 41 comportant les récepteurs, un dispositif de mesure par imagerie SPR, une unité de traitement 47, et un dispositif de gestion fluidique (non représenté). La surface fonctionnalisée 41 est située sur une face d’un prisme 42, et est formée d’une pluralité de sites sensibles adaptés à capter par adsorption des analytes présents dans un échantillon gazeux. Le dispositif de mesure comporte en outre une source lumineuse 43, un dispositif optique de mise en forme 44 formé ici d’une lentille de collimation et d’un polariseur, d’un dispositif optique d’imagerie 45 et d’un photodétecteur matriciel 46 (capteur d’image). L’unité de traitement 47 permet de caractériser les analytes à partir des signaux de mesure fournis par le dispositif de mesure. Le dispositif de gestion fluidique est prévu pour amener un échantillon gazeux contenant les analytes au contact de la surface fonctionnalisée. En fonctionnement, la source lumineuse 43 émet le signal optique d’excitation en direction de la surface fonctionnalisée 41 suivant un angle de travail permettant d’y générer des plasmons de surface. La partie réfléchie du signal optique d’excitation, formant un signal de mesure, est ensuite détectée par le capteur d’image 46. L’intensité du signal de mesure dépend de l’indice de réfraction local de la surface fonctionnalisée 41, qui dépend lui-même des plasmons de surface générés et de la quantité d’analytes situés au niveau de chaque site sensible. [006] La figure 1B illustre un exemple d’interféromètre 12 d’un nez électronique 1 de type interférométrique, tel que décrit dans le document EP3754326A1. Ce nez électronique 1 comporte également une surface fonctionnalisée 4 où se situent les récepteurs, un dispositif de mesure formé d’une source lumineuse, d’une matrice d’interféromètres 12 de Mach-Zehnder réalisés dans un circuit photonique intégré, et de photodétecteurs, et comporte enfin une unité de traitement. Chaque interféromètre 12 comporte deux guides d’onde dont l’un forme un bras de référence 14r, et l’autre un bras sensible 14s à la surface duquel se trouvent les récepteurs qui définissent un site sensible de la surface fonctionnalisée 4. La présence d’analytes adsorbés à la surface du bras sensible 14s modifie les propriétés du signal optique le parcourant, et entraîne plus précisément une modification de la phase du signal optique, alors que la phase du signal optique parcourant le bras de référence 14r n’est pas modifiée. La différence de phase entre ces signaux optiques conduit à des interférences constructives ou destructives qui modulent la puissance du signal optique de sortie détecté par le photodétecteur. [007] Un procédé de caractérisation consiste habituellement à acquérir et comparer des valeurs représentatives, pour chaque site sensible, d’un état physicochimique initial du site sensible où les récepteurs ne sont pas liés aux analytes, et d’un état physicochimique final où les récepteurs sont liés avec les analytes. La signature peut alors être formée de la différence entre ces valeurs initiale et finale pour chacun des sites sensibles. Un état physicochimique est donc un état d’un site sensible ou de la surface fonctionnalisée défini par la proportion de récepteurs liés aux analytes voire à d’autres espèces aptes à se lier aux récepteurs. Par proportion des récepteurs, on entend le rapport du nombre de récepteurs liés sur le nombre total de récepteurs du site sensible. Ainsi, un état physicochimique peut correspondre à un état stationnaire dit désorbé où les récepteurs ne sont pas liés aux analytes (ou à toute autre espèce chimique), par exemple une majorité des récepteurs, voire quasiment tous les récepteurs ne sont pas liés. A l’inverse, un état physicochimique dit adsorbé correspond à un état stationnaire où les récepteurs sont liés aux analytes (ou à toute autre espèce chimique), par exemple une majorité des récepteurs, voire quasiment tous les récepteurs sont liés. Ainsi, dans le cadre d’un procédé de caractérisation, on acquiert habituellement deux valeurs, à savoir une première valeur liée à un état physicochimique initial désorbé, et une deuxième valeur liée à un état physicochimique final adsorbé. [008] A ce titre, la figure 1C illustre un exemple de signal (ou sensorgramme) obtenu par un nez électronique de type SPRi lors d’un tel procédé de caractérisation. Un sensorgramme est un signal correspondant à l’évolution temporelle d’un paramètre représentatif des interactions d’adsorption/désorption des analytes avec les récepteurs d’un site sensible. Ces sensorgrammes peuvent être des signaux dits utiles su(k)(t) correspondant à l’évolution temporelle de la variation ^%R(k)(t) de la réflectivité associée à chacun des sites sensibles (ici référencés par l’indice k allant de 1 à K). La réflectivité %R est ici le rapport entre l’intensité du signal optique de mesure détecté par le capteur d’image sur l’intensité du signal optique d’excitation émis par la source lumineuse. La variation de réflectivité ^%R est obtenu en soustrayant à l’évolution temporelle de la réflectivité %R(t) une valeur de référence (baseline, en anglais) associée à un gaz de référence ne comportant pas d’analytes. Aussi, les signaux utiles su(k)(t) présentent tous une même valeur initiale constante sensiblement nulle. [009] Ainsi, un procédé de caractérisation comporte habituellement au moins deux phases successives d’exposition de la surface fonctionnalisée à des environnements gazeux différents, à savoir une première phase Ph1 dite de référence où la surface fonctionnalisée est exposée à un gaz de référence ne contenant pas les analytes, puis une deuxième phase Ph2 dite de caractérisation où elle est exposée à un échantillon ou un environnement gazeux contenant les analytes, et enfin à une troisième phase Ph3 dite de purge où les analytes sont évacués par le renouvellement de l’environnement gazeux. Ainsi, on détermine les valeurs stationnaires des signaux utiles su(k)(t) lors des deux phases Ph1 et Ph2, à savoir les premières valeurs su(k)i (ici sensiblement nulles) représentatives de l’état physicochimique initial désorbé des sites sensibles, et les deuxièmes valeurs su(k)f représentatives de l’état physicochimique final adsorbé des sites sensibles. La signature S correspond alors à l’ensemble des valeurs { su(k)f – su(k)i }1≤k≤K des K sites sensibles. [0010] Cependant, comme on le voit, la qualité de la caractérisation dépend notamment du fait que les sites sensibles présentent initialement un état physicochimique effectivement désorbé d’une part, et que la surface fonctionnalisée présente une homogénéité entre les états physicochimiques des sites sensibles d’autre part. On comprend en effet que si l’un ou l’autre des sites sensibles présente un état physicochimique initial qui n’est pas réellement désorbé, c’est-à- dire dont la quantité de récepteurs disponibles est réduite comparée à celle des sites sensibles voisins, il va fournir une réponse en termes d’interaction avec les analytes qui n’est pas comparable à celles des autres sites sensibles. Cela conduit alors à une signature qui n’est plus caractéristique des analytes. [0011] Dans le cas d’une mesure de type SPRi, il est aisé de détecter une telle situation. En effet, l’état physicochimique initial d’un site sensible qui ne serait pas désorbé peut être facilement identifié en examinant les signaux de mesure (réflectivité %R(t) lors de la phase Ph1) acquis par le capteur d’image, dans la mesure où leurs valeurs sont directement représentatives de l’état physicochimique du site sensible considéré. Plus précisément, un site sensible dont l’état physicochimique n’est pas totalement désorbé présente une valeur de réflectivité %R(t) supérieure à celle d’un site sensible qui serait totalement désorbé. [0012] En revanche, dans le cas d’une mesure de type interférométrique, il est plus délicat d’identifier un site sensible dont l’état physicochimique initial ne serait pas désorbé. En effet, comme l’indique Halir et al. dans l’article intitulé Direct and Sensitive Phase Readout for Integrated Waveguide Sensors, Photonics Journal IEEE, vol. 5, no. 4, 2013, la puissance du signal optique reçu par le photodétecteur est une fonction sinusoïdale de la différence de phase entre les signaux parcourant les deux bras de l’interféromètre. Aussi, l’évolution temporelle de la différence de phase déterminée à partir de celle de la puissance optique détectée présente une indétermination modulo 2π qui ne permet pas de connaître l’état physicochimique effectif initial du site sensible. [0013] Il existe donc un besoin de disposer d’un nez électronique de type interférométrique et d’un procédé de caractérisation permettant de réduire voire d’écarter les risques de dégradation de la qualité de la caractérisation des analytes. EXPOSÉ DE L’INVENTION [0014] L’invention a pour objectif de remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur, et plus particulièrement de proposer un procédé de caractérisation au moyen d’un nez électronique de type interférométrique, permettant de réduire voire d’écarter les risques de dégradation de la qualité de la caractérisation des analytes, notamment en s’assurant que le ou les sites sensibles de la surface fonctionnalisée présentent, lors du procédé, un état physicochimique effectivement désorbé, et homogène. [0015] Pour cela, un objet de l’invention est un procédé de caractérisation d’analytes présents dans un milieu gazeux, au moyen d’un nez électronique. Celui-ci comporte : - une surface fonctionnalisée contenant au moins un site sensible ayant des récepteurs avec lesquels les analytes sont aptes à interagir par adsorption/désorption, le site sensible présentant un état physicochimique défini par une proportion des récepteurs liés aux analytes ; - un dispositif de mesure, comportant : au moins un interféromètre présentant deux guides d’onde dont l’un forme un bras sensible à la surface duquel se situe le site sensible et l’autre un bras de référence, couplé à une source lumineuse ; et au moins un photodétecteur couplé à l’interféromètre ; - une unité de traitement, connectée au photodétecteur ; - un module thermique, adapté à générer une variation de température de la surface fonctionnalisée. [0016] Le procédé de caractérisation comporte les étapes suivantes : - a) exposition de la surface fonctionnalisée au milieu gazeux contenant les analytes, la surface fonctionnalisée présentant une température initiale au plus égale à une première valeur T1 prédéfinie, de sorte que la surface fonctionnalisée présente un état physicochimique initial dit adsorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur initiale pia non nulle ; - b) génération par le module thermique d’une augmentation de température de la surface fonctionnalisée jusqu’à au moins une deuxième valeur T2 prédéfinie, provoquant ainsi un changement d’état entre l’état physicochimique initial adsorbé et un état physicochimique final dit désorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur finale pfd inférieure à pia ; - c) mesure par le photodétecteur du signal optique transmis par l’interféromètre, au cours des étapes d’exposition et de génération de l’augmentation de température ; - d) détermination par l’unité de traitement : d’une différence de phase dite extraite φ(k)(t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir du signal optique mesuré, dont les valeurs sont comprises dans un intervalle de largeur prédéfini ; puis d’une différence de phase dite dépliée Φ(k)(t), par dépliement de la différence de phase extraite φ(k)(t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de la largeur d’intervalle ; puis de valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(t), représentatives respectivement des états physicochimiques initial adsorbé et final désorbé de la surface fonctionnalisée ; - e) caractérisation des analytes (2), à partir des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f. [0017] Certains aspects préférés, mais non limitatifs de ce procédé de caractérisation sont les suivants. [0018] La différence de température entre la première valeur T1 et la deuxième valeur T2 peut être au moins égale à 5°C. La première valeur T1 peut être au plus égale à 25°C, et la deuxième valeur T2 peut être au moins égale à 30°C. La première valeur T1 peut être comprise entre 2°C et 25°C, et la deuxième valeur T2 peut être comprise entre 30°C et 60°C. [0019] Les étapes a) à e) peuvent être répétées de manière successive, la surface fonctionnalisée étant alors successivement exposée, à chaque nouvelle étape a), soit au même milieu gazeux en termes de type et de concentration d’analytes, soit à des milieux gazeux différents en termes de type et/ou de concentration d’analytes. [0020] L’invention porte également sur un nez électronique adapté à caractériser des analytes présents dans un milieu gazeux, pour la mise en œuvre du procédé de caractérisation selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. Le nez électronique comporte : - une surface fonctionnalisée contenant au moins un site sensible ayant des récepteurs avec lesquels les analytes sont aptes à interagir par adsorption/désorption, le site sensible présentant un état physicochimique défini par une proportion des récepteurs liés aux analytes ; - un dispositif de mesure, comportant : au moins un interféromètre présentant deux guides d’onde dont l’un forme un bras sensible à la surface duquel se situe le site sensible et l’autre un bras de référence, couplé à une source lumineuse ; et au moins un photodétecteur couplé à l’interféromètre ; - une unité de traitement, connectée au photodétecteur, adaptée à déterminer : une différence de phase dite extraite φ(k)(t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir d’un signal optique mesuré par le photodétecteur, dont les valeurs sont comprises dans un intervalle de largeur prédéfini ; puis une différence de phase dite dépliée Φ(k)(t), par dépliement de la différence de phase extraite φ(k)(t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de la largeur d’intervalle ; puis des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(t), représentatives respectivement d’états physicochimiques initial adsorbé et final désorbé de la surface fonctionnalisée, permettant ensuite de caractériser les analytes ; - un module thermique adapté à générer une variation de température de la surface fonctionnalisée, provoquant ainsi un passage d’état entre l’état physicochimique initial adsorbé et l’état physicochimique final désorbé, à partir : d’une température initiale au plus égale à une première valeur T1 prédéfinie pour laquelle la surface fonctionnalisée présente un état physicochimique initial adsorbé où une proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur initiale pia non nulle ; à une température finale au moins égale à une deuxième valeur T2 prédéfinie pour laquelle la surface fonctionnalisée présente un état physicochimique final désorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur finale pfd inférieure à pia. [0021] Le module thermique peut comporter une chaufferette qui s’étend en regard des bras de l’interféromètre. [0022] La surface fonctionnalisée peut être située sur une première face d’un support où se situent les guides d’onde, la chaufferette étant disposée sur une deuxième face du support opposée à la première face, le support étant réalisé en un matériau thermiquement conducteur. [0023] Le dispositif de mesure peut comporter une pluralité d’interféromètres, la chaufferette s’étendant en regard des bras de tous lesdits interféromètres. [0024] Le module thermique peut être adapté à augmenter la température de la surface fonctionnalisée à une température finale comprise entre 30°C et 60°C. [0025] Le module thermique peut comporter une source électrique adaptée à appliquer à une chaufferette un signal électrique en échelon provoquant l’augmentation de température. [0026] Le module thermique peut être adapté à provoquer l’augmentation de température de la température initiale à la température finale en une durée d’au plus 5 secondes. [0027] L’interféromètre peut être un interféromètre de Mach-Zehnder ou un interféromètre à anneau résonant. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0028] D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1A, déjà décrite, est une vue schématique et partielle d’un nez électronique de type à imagerie SPR selon un exemple de l’art antérieur ; la figure 1B, déjà décrite, est une vue schématique et partielle d’un interféromètre d’un nez électronique de type interférométrique selon un exemple de l’art antérieur ; la figure 1C, déjà décrite, illustre des exemples de sensorgrammes su(k)(t) déterminé par un nez électronique de type à imagerie SPR lors d’un procédé de détermination ; la figure 2A est une vue schématique et partielle d’un nez électronique de type interférométrique selon un mode de réalisation ; la figure 2B est une vue schématique, de dessus, du dispositif de mesure du nez électronique de la fig.2A, comportant la source lumineuse, une matrice d’interféromètres et des photodétecteurs ; la figure 2C est une vue schématique, de dessus, du bras sensible et du bras de référence d’un interféromètre de la fig.2B ; la figure 3A illustre des évolutions temporelles de la différence de phase extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) associées aux signaux optiques parcourant les bras d’un interféromètre de la fig.2B, mettant en évidence le dépliement de phase ; la figure 3B illustre un organigramme d’étapes de détermination de la différence de phase extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dépliée Φ(k)(t), associées à un interféromètre de la fig.2B, au cours d’un procédé de caractérisation ; les figures 4A à 4C illustrent des évolutions temporelles de la différence de phase extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) relatives à un interféromètre d’un nez dans le cas d’un procédé de caractérisation habituel (fig.4A), et dans le cas où l’état physicochimique initial du site sensible est effectivement désorbé (fig.4B), et enfin dans le cas où l’état physicochimique initial n’est pas désorbé (fig.4C) ; la figure 5A est une vue schématique et partielle d’un nez électronique de type interférométrique selon un mode de réalisation de l’invention ; la figure 5B est une vue schématique, de dessus, du module thermique du nez électronique de la fig.5A ; la figure 5C est une vue schématique, de dessus, du module thermique et des interféromètres du nez électronique de la fig.5A ; la figure 6A illustre un exemple d’évolution des interactions entre les analytes et les récepteurs de la surface fonctionnalisée, lors d’un procédé de caractérisation selon un mode de réalisation de l’invention, où la désorption est effectuée par augmentation de la variation de température de la surface fonctionnalisée ; La figure 6B illustre une augmentation de la température de la surface fonctionnalisée au cours d’un procédé de caractérisation selon un mode de réalisation de l’invention ; la figure 6C illustre des évolutions temporelles de la différence de phase extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) lors du procédé de caractérisation des fig.6A et 6B ; la figure 7A illustre un exemple de variation de la température de la surface fonctionnalisée, au cours d’une succession de phases de caractérisation de milieux gazeux ; la figure 7B illustre un exemple d’évolutions temporelles de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) au cours de la succession de phases de caractérisation de la fig.7A, dans le cas où la surface fonctionnalisée est exposée au même milieu gazeux (type et concentration d’analytes identiques) ; la figure 7C illustre un autre exemple d’évolutions temporelles de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) au cours de la succession de phases de caractérisation de la fig.7A, dans le cas où la surface fonctionnalisée est exposée à des milieux gazeux différents en termes de type et/ou de concentration d’analytes. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS [0029] Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux. Sauf indication contraire, les termes « sensiblement », « environ », « de l’ordre de » signifient à 10% près, et de préférence à 5% près. Par ailleurs, les termes « compris entre … et … » et équivalents signifient que les bornes sont incluses, sauf mention contraire. [0030] L’invention porte d’une manière générale sur la caractérisation d’analytes présents dans un échantillon gazeux ou dans un milieu gazeux à analyser. La caractérisation est effectuée au moyen d’un nez électronique de type interférométrique, lequel comporte a minima : une surface fonctionnalisée comportant au moins un site sensible où se situent des récepteurs ; un dispositif de mesure comportant une source lumineuse, au moins un interféromètre comportant deux guides d’onde qui forment un bras sensible et un bras de référence, au moins un photodétecteur ; et une unité de traitement. Il comporte également un module thermique adapté à générer une augmentation de la température de la surface fonctionnalisée, provoquant ainsi un changement d’état du ou des sites sensibles, à savoir le passage d’un état physicochimique initial dit adsorbé Eia où des récepteurs sont liés aux analytes, à un état physicochimique final dit désorbé Efd où au moins une partie de ces récepteurs n’est plus liée aux analytes. La caractérisation des analytes est alors effectuée à partir de valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) associées respectivement à l’état initial adsorbé Eia et à l’état final désorbé Efd. [0031] Dans l’état physicochimique initial adsorbé Eia, le site sensible présente une certaine proportion de ses récepteurs qui sont liés aux analytes, égale à une valeur initiale pia non nulle, voire, de manière équivalente, une certaine quantité de récepteurs liés aux analytes. La proportion p des récepteurs liés aux analytes est le rapport de la quantité des récepteurs alors liés aux analytes sur la quantité totale des récepteurs du site sensible. La proportion initiale pia peut être égale à 20%, 30%, 50%, 80%, voire 100% environ, de la quantité totale de récepteurs du site sensible. Par ailleurs, dans l’état physicochimique final désorbé Efd, le site sensible présente une proportion des récepteurs liés aux analytes égale à une valeur finale pfd, voire une quantité de récepteurs liés aux analytes. Cette proportion finale pfd est inférieure à la valeur initiale pia puisqu’il y a eu désorption des analytes. Elle peut être égale à 80%, 50%, 30%, 20% de la valeur initiale pia, voire être égale à 0% environ de pia ce qui correspond à ce qu’aucun des récepteurs du site sensible n’est lié aux analytes. Les états initial Eia et final Efd sont de préférence des états stationnaires (mais peuvent ne pas l’être). Par état stationnaire, on entend que la variation relative du signal de mesure issu du photodétecteur, entre deux instants de mesure successifs, est inférieure à une valeur seuil prédéfinie, par exemple égale à 10% voire à 5%. [0032] Le nez électronique selon l’invention permet ainsi d’améliorer la qualité de la caractérisation, dans la mesure où les valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f sont associées à des états initial et final qui sont effectivement des états adsorbé et désorbé, alors même que la différence de phase extraite φ(k)(t) présente toujours une indétermination modulo 2π. Il autorise également l’utilisation d’un dispositif fluidique simplifié de gestion fluidique, voire peut fonctionner sans aucun dispositif fluidique. Ainsi, il n’est plus nécessaire d’utiliser un dispositif fluidique dédié à la phase de purge assurant la désorption des analytes. [0033] D’une manière générale, par caractérisation on entend l’obtention d’informations représentatives des interactions des analytes contenus dans le milieu gazeux avec les récepteurs du ou des sites sensibles de la surface fonctionnalisée du nez électronique. Les interactions en question ici sont des évènements d’adsorption et/ou de désorption des analytes avec les récepteurs. Ces informations forment ainsi un motif d’interaction, autrement dit une « signature » des analytes, ce motif pouvant être représenté par exemple sous forme d’histogramme ou d’un diagramme en radar. Plus précisément, dans le cas où le nez électronique comporte K sites sensibles distincts, le motif d’interaction est formé par les K informations représentatives scalaires ou vectorielles, celles-ci étant issues du signal de mesure associé au site sensible considéré associé à un état initial ici adsorbé et à un état final ici désorbé. [0034] Les analytes sont des éléments destinés à être caractérisés par le nez électronique, et sont présents dans un milieu gazeux. Ils peuvent être, à titre illustratif, des molécules organiques ou inorganiques volatiles, des molécules d’eau, entre autres. Par ailleurs, les récepteurs (ligands, en anglais) sont des éléments fixés aux sites sensibles et qui présentent une capacité d’interaction avec les analytes, bien que les affinités chimique et/ou physique entre les analytes et les récepteurs ne soient pas nécessairement connues. Les récepteurs des différents sites sensibles présentent de préférence des propriétés physico-chimiques différentes, qui impactent leur capacité à interagir avec les analytes. Il peut s’agir, à titre d’exemples, des acides aminés, des peptides, des nucléotides, des polypeptides, des protéines, des polymères organiques, les oligo- ou polysaccharides, entre autres. Les analytes et les récepteurs sont choisis de sorte que les analytes puissent être désorbés lors d’une augmentation de température de la surface fonctionnalisée commandée par un module thermique du nez électronique. [0035] Les figures 2A à 2C sont des vues schématiques et partielles d’un nez électronique 1 conventionnel de type interférométrique. Il comporte une surface fonctionnalisée 4, un dispositif de mesure 10 comportant au moins un interféromètre 12 couplé à une source lumineuse 11 et à au moins un photodétecteur, et une unité de traitement 5. L’unité de traitement 5 est adaptée à déterminer, à partir de l’intensité ou de la puissance du signal optique reçu par le photodétecteur, la différence de phase dite extraite φ(k)(t) puis la différence de phase dite dépliée Φ(k)(t), et ensuite à caractériser les analytes 2. Dans cet exemple, le nez électronique 1 comporte plusieurs interféromètres 12, référencés par l’indice k allant de 1 à K>1. Il s’agit ici d’interféromètres de Mach-Zehnder, mais il peut également s’agir d’interféromètres à anneau résonant. [0036] Les interféromètres 12 sont ici réalisés dans une puce photonique contenant un circuit photonique intégré, réalisé par exemple à base de silicium. La source lumineuse 11 et les photodétecteurs 16 peuvent être situés sur ou dans la puce photonique, ou peuvent être déportés et couplés à celle-ci par des coupleurs optiques (réseaux de diffraction…). De même, l’unité de traitement 5 peut être située dans ou sur la puce photonique, ou être déportée. [0037] Le nez électronique 1 comporte une surface fonctionnalisée 4 comportant d’au moins un site sensible, et ici une pluralité K de sites sensibles. Les sites sensibles sont des surfaces situées au niveau des bras sensibles 14s des interféromètres 12, et comportent des récepteurs 3 aptes à interagir avec les analytes 2 à caractériser. Ils peuvent être distincts les uns des autres dans le sens où ils comportent des récepteurs 3 différents d’un site sensible à l’autre en termes d’affinité physicochimique vis-à-vis des analytes 2 à caractériser, et sont donc destinés à fournir une information d’interaction différente d’un site sensible à l’autre. Les sites sensibles forment différentes zones de la surface fonctionnalisée 4. Le nez électronique 1 peut en outre comporter plusieurs sites sensibles identiques en termes d’affinité physicochimique, dans le but par exemple de détecter une éventuelle dérive de mesure et/ou de permettre l’identification d’un site sensible défectueux. [0038] Dans cet exemple, le nez électronique 1 comporte un boîtier 21 qui délimite une chambre de mesure 20 avec la surface fonctionnalisée 4. Le boîtier 21 comporte une ouverture principale 22, située ici au-dessus et à la perpendiculaire de la surface fonctionnalisée 4. L’ouverture principale 22 peut être obturée, notamment pour protéger la surface fonctionnalisée 4 lors des phases de stockage du nez électronique 1. Bien entendu, ce boîtier 21 reste facultatif et peut donc être absent. [0039] La source lumineuse 11 est de préférence une source d’un signal continu et monochromatique, cohérent ou non, de longueur d’onde prédéfinie par exemple située dans le proche infrarouge. Elle peut être une source laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL pour Vertical Cavity Surface Emitting Laser en anglais), une source laser hybride de type III- V/Si, ou tout autre type de source laser. Il peut également s’agir d’une diode électroluminescente. La source lumineuse 11 est couplée optiquement à un guide d’onde d’entrée réalisée ici dans la puce photonique. Le guide d’onde d’entrée est couplé à un diviseur optique, qui divise le signal optique et l’oriente vers les K interféromètres 12 agencés ici en parallèle les uns aux autres. [0040] Chaque interféromètre 12 est ici de type de Mach-Zehnder, mais il pourrait être de type à anneau résonant. Comme l’illustrent les fig.2B et 2C, un interféromètre 12 comporte un diviseur d’entrée 13, deux guides d’onde distincts appelés bras 14s, 14r, couplés au diviseur d’entrée 13, et un coupleur de sortie 15 combinant les signaux optiques circulant dans les deux bras. Le signal optique recombiné circule ensuite dans le guide d’onde de sortie jusqu’au photodétecteur 16 correspondant. [0041] Les interféromètres 12 comportent chacun un bras sensible 14s à la surface duquel des récepteurs 3 sont disposés pour former un site sensible, l’autre bras ne comportant pas de récepteurs 3 et forme le bras de référence 14r. Le guide d’onde du bras sensible 14s (matériau de haut indice de réfraction) est situé à une profondeur de la surface fonctionnalisée 4, donc des récepteurs 3, telle que le signal optique (mode guidé) s’y propageant présente un indice effectif qui dépend de la quantité d’analytes 2 liés aux récepteurs 3 du site sensible. [0042] Rappelons que l’indice effectif d’une mode guidé est défini comme le produit de la constante de propagation β et de λ/2π, λ étant la longueur d’onde du signal optique. La constante de propagation β dépend de la longueur d’onde λ et du mode du signal optique, ainsi que des propriétés du guide d’onde (indices de réfraction et géométrie). L’indice effectif du mode correspond, d’une certaine manière, à l’indice de réfraction du guide d’onde ‘vu’ par le mode optique. Il est habituellement compris entre l’indice du cœur et l’indice de la gaine du guide d’onde. On comprend donc que la quantité d’analytes 2 adsorbés dans le site sensible modifient les propriétés du mode optique et/ou du guide d’onde, notamment la phase du mode guidé. [0043] Il en résulte donc que la présence d’analytes 2 adsorbés sur le site sensible du bras sensible 14s modifie les propriétés du mode guidé le parcourant, et entraîne plus précisément une modification de la phase du mode guidé, alors que la phase du mode guidé parcourant le bras de référence 14r n’est sensiblement pas modifiée. La différence de phase entre les signaux reçus par le coupleur de sortie 15 se traduit par une modification de l’intensité du signal optique recombiné et détecté par le photodétecteur 16, du fait d’interférences constructives ou destructives entre les signaux optiques circulant dans les deux bras 14s, 14r. [0044] Chaque interféromètre 12 est couplé à au moins un photodétecteur 16. Celui-ci mesure la valeur de l’intensité ou de la puissance du signal optique de sortie, à chaque instant de mesure, et transmet cette information à l’unité de traitement 5. Selon une approche (non représentée), chaque interféromètre 12 est couplé à un coupleur multimode 2x3 (MMI, pour Multi Mode Interference, en anglais), les signaux optiques de sortie étant alors déphasés de 2π/3 et détectés par des photodétecteurs 16. Les puissances de ces trois signaux optiques de sortie sont notées ici P1, P2 et P3, et la composante en phase notée I (comme In-phase, en anglais) est calculée telle que : I = 2×P2- P1 – P3, ainsi que la composante Q en quadrature de phase par rapport à la composante I : Q = √3×(P1-P3). La différence de phase extraite φ est ensuite calculée telle que φ=arctan(Q/I). Ses valeurs sont donc bien comprises dans un intervalle tel que [-π ; +π], alors que la différence de phase effective Φ(t) peut prendre n’importe quelle valeur. D’autres approches sont possibles, par exemple en utilisant un coupleur multimode 2x4 où les quatre signaux optiques de sortie sont déphasés de π/2. On peut également utiliser un coupleur 2x1, où l’intensité peut être corrélée avec la phase de façon non ambiguë sur un intervalle [0 ; π], avec 0 correspondant à l’intensité maximale et π à l’intensité minimale. [0045] L’unité de traitement 5 permet la mise en œuvre des opérations de traitement décrites par la suite dans le cadre du procédé de caractérisation. Elle peut comporter au moins un microprocesseur et au moins une mémoire. Elle est connectée au dispositif de mesure 10, et plus précisément aux photodétecteurs 16. Elle comporte un processeur programmable apte à exécuter des instructions enregistrées sur un support d’enregistrement d’informations. Elle comporte en outre au moins une mémoire contenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé de caractérisation. La mémoire est également adaptée à stocker les informations calculées à chaque instant de mesure. L’unité de traitement 5 est adaptée à déterminer la différence de phase extraite φ(k)(t) à partir du signal optique reçu par le ou les photodétecteurs 16, à en déduire la différence de phase dépliée Φ(k)(t) ainsi que les valeurs initiale Φ(k)i (associée à l’état physicochimique initial adsorbé Eia) et finale Φ(k)f (associée à l’état physicochimique final désorbé Efd), puis à déterminer la signature S = { Φ(k)f – Φ(k)i }1≤k≤K. [0046] La figure 3A illustre un exemple d’évolutions temporelles de la différence de phase dite extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dite dépliée Φ(k)(t) associées à un interféromètre 12 du nez électronique 1 de la fig.2A. La figure 3B est un organigramme d’un exemple d’étapes de dépliement de la phase, pour obtenir la différence de phase dépliée Φ(k)(t) à partir de la différence de phase dite extraite φ(k)(t). [0047] Comme indiqué précédemment, la puissance du signal optique de sortie varie de manière périodique, et plus précisément de manière sinusoïdale, en fonction de la différence de phase entre les signaux optiques parcourant le bras sensible 14s et le bras de référence 14r de l’interféromètre 12. Comme les méthodes d’extraction de phase utilisent généralement une fonction trigonométrique inverse telle qu’un arc-tangente, la différence de phase extraite φ(k)(t) présente alors des valeurs modulo 2π. [0048] En référence à la figure 3A, à mesure que les analytes 2 se lient aux récepteurs 3 d’un bras sensible 14s (ici d’indice k), la différence de phase augmente entre les signaux optiques parcourant les deux bras de l’interféromètre 12. Aussi, la différence de phase extraite φ(k)(t) augmente en présentant des discontinuités de l’ordre de 2π chaque fois qu’elle atteint l’une des bornes de l’intervalle [-π ; +π] de largeur 2π. Ainsi, elle augmente jusqu’à atteindre +π, puis présente une discontinuité d’une valeur de -2π pour redescendre à la valeur de -π, et reprend ensuite sa croissance. La différence de phase dépliée Φ(k)(t), qui est représentative de la différence de phase effective entre les signaux optiques parcourant les bras de l’interféromètre, augmente de manière continue sans être contrainte de rester dans l’intervalle [-π ; +π]. [0049] En référence à la figure 3B, la détermination de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) est effectuée pour chaque instant de mesure successif ti allant de t0 à tN. Lors de l’étape 10, on acquiert l’évolution temporelle de l’intensité I(k)(ti) ou de la puissance P(k)(ti) du signal optique de sortie mesurée par le photodétecteur 16 sur une durée de détection T. Ensuite, lors de l’étape 20, l’unité de traitement 5 détermine (extrait) l’information de phase contenue dans le signal mesuré, et plus précisément ici l’évolution temporelle φ(k)(ti) de la différence de phase dite extraite φ(k) entre les signaux optiques circulant dans les bras. [0050] Il convient alors de corriger l’évolution temporelle de la différence de phase extraite φ(k) par l’ajout d’un multiple entier positif ou négatif de la largeur 2π de l’intervalle [-π ;+π], noté m(ti)×2π, où m(ti) est un entier positif ou négatif. Ce dernier est un incrément qui varie d’une unité +1 ou -1 à chaque discontinuité de la différence de phase extraite φ(k)(ti). Cette opération de correction de la différence de phase extraite φ(k)(t) est habituellement appelée dépliement de phase ou déroulement de phase (phase unwrapping, en anglais). Elle permet d’obtenir une différence de phase dépliée Φ(k) dont les valeurs ne sont plus comprises dans l’intervalle en question, et qui est alors effectivement représentative de la différence de phase effective. [0051] Le procédé de détection comporte donc une phase de dépliement 30, formée d’une étape 31 de calcul d’une variation instantanée δφ(k) (ti) = φ(k)(ti) – φ(k)(ti-1) de la différence de phase extraite φ(k) entre deux instants de mesure successifs, puis d’une étape 32 de détermination de l’incrément m(ti). Lors de cette étape, on compare la valeur de cette variation instantanée δφ(k)(ti) à une valeur seuil S1 prédéfinie, par exemple à π environ, pour ajouter ou non une unité positive ou négative à l’incrément m(ti-1). Enfin, lors d’une étape 33, on détermine la différence de phase dépliée Φ(k)(ti) par ajout à la différence de phase extraite φ(k)(ti) du multiple de 2π, soit m(ti)×2π. [0052] Ensuite, dans le cadre d’un procédé de caractérisation conventionnel comme celui décrit en référence à la fig.1C, la signature caractérisant les analytes 2 peut ensuite être déterminée à partir des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(ti), respectivement lors de la première phase Ph1 de référence où les sites sensibles présentent un état physicochimique initial désorbé et lors la deuxième phase Ph2 de caractérisation où les sites sensibles présentent un état physicochimique final adsorbé. [0053] Cependant, comme indiqué plus haut, la signature obtenue peut ne pas être représentative des analytes 2 lorsque l’état physicochimique initial de l’un ou l’autre des sites sensibles n’est pas réellement désorbé, rendant ainsi la surface fonctionnalisée 4 hétérogène en termes d’état physicochimique. A ce titre, les figures 4A à 4C illustrent le fait qu’il peut ne pas être possible, avec un nez électronique 1 interférométrique conventionnel du type de celui de la fig.2A, d’identifier la situation où la signature est caractéristique des analytes 2 ou non. [0054] Ainsi, la fig.4A illustre un exemple d’évolution temporelle des différences de phase extraite φ et dépliée Φ dans le cas d’un procédé de caractérisation comportant une première phase Ph1 de référence suivie d’une deuxième phase Ph2 de caractérisation. La fig.4B illustre une situation similaire, où la différence de phase effective entre les deux signaux guidés n’a pas varié avant la première phase Ph1. Et la fig.4C illustre une autre situation similaire, où, contrairement à la fig.4B, la différence de phase effective entre les deux signaux guidés a varié avant la première phase Ph1. Ici, un seul site sensible (un seul interféromètre) est considéré. [0055] En référence à la fig.4A, lors de la première phase Ph1 de référence, la surface fonctionnalisée 4 est exposée à un gaz de référence ne contenant pas les analytes 2. Le photodétecteur 16 acquiert la puissance du signal optique reçu, et l’unité de traitement 5 détermine la différence de phase extraite φ(t). Dans la mesure où il n’y a pas d’analytes 2 qui viennent se lier aux récepteurs 3, la différence de phase extraite φ(k)(t) présente une valeur initiale constante comprise dans l’intervalle [-π ; +π], représentative d’un état physicochimique stationnaire initial de type désorbé. La différence de phase dépliée Φ(t) présente une valeur constante Φi. [0056] Puis, lors de la deuxième phase Ph2 de caractérisation, la surface fonctionnalisée 4 est exposée à un milieu gazeux contenant les analytes 2. Ces derniers viennent se lier par adsorption aux récepteurs 3, ce qui augmente la différence de chemin optique entre les deux bras de l’interféromètre 12 et donc la différence de phase entre les deux signaux optiques guidés. La différence de phase extraite φ(t) augmente alors jusqu’à atteindre le seuil supérieur +π, présente une discontinuité de -2π, puis augmente, et ainsi de suite jusqu’à atteindre une valeur finale stationnaire représentative d’un état physicochimique stationnaire final de type adsorbé. L’unité de traitement 5 détermine ensuite la différence de phase dépliée Φ(t) à partir de l’évolution de la différence de phase extraite φ(t), comme décrit précédemment en référence à l’organigramme de la fig.3B. La signature S est alors égale ici l’écart ΔΦ = Φf - Φi entre la valeur finale Φf et la valeur initiale Φi de la différence de phase dépliée Φ(t). [0057] En référence à la fig.4B, on suppose maintenant que, préalablement à la première phase Ph1 de référence (phase notée Ph0), la surface fonctionnalisée 4 n’a pas été exposée à des analytes 2 ou à des espèces parasites susceptibles de se lier aux récepteurs 3. On représente en trait pointillé la différence de phase dépliée effective Φeff(t). Elle présente une valeur initiale Φeff,i égale à la valeur initiale Φi. Ensuite, la différence de phase dépliée effective Φeff(t) évolue en ayant les mêmes valeurs que la différence de phase dépliée Φ(t). Aussi, la signature S est égale à l’écart ΔΦ qui est identique à ΔΦeff. [0058] Supposons maintenant, en référence à la fig.4C, que, lors de cette phase préalable Ph0, la surface fonctionnalisée 4 a été exposée à des analytes 2 ou à des espèces parasites venant se lier par adsorption aux récepteurs 3. Cette phase préalable Ph0 peut consister à un temps de stockage du nez électronique 1 où la surface fonctionnalisée 4 n’aurait pas été protégée. Sur la figure, on représente également en traits pointillés les différentes de phase effectives extraite φeff(t) et dépliée Φeff(t). [0059] Lors de la phase préalable Ph0, dans un premier temps, la différence de phase extraite φeff(t) reste constante, puis augmente à mesure que des espèces se lient aux les récepteurs 3, tout en restant comprise dans l’intervalle [-π ; +π], donc en montrant plusieurs discontinuités de -2π. La différence de phase dépliée Φeff(t) augmente donc continûment (sans discontinuités) jusqu’à atteindre une valeur finale Φeff,f0 stationnaire. Rappelons que ces interactions ont lieu avant le procédé de caractérisation et ne sont donc pas connues de l’utilisateur (l’unité de traitement 5 n’est pas active). [0060] Dans un second temps, le procédé de caractérisation est effectué, avec une première phase Ph1 de référence où la surface fonctionnalisée 4 est exposée au gaz de référence, puis avec la deuxième phase Ph2 de caractérisation où la surface fonctionnalisée 4 est exposée aux analytes 2. L’unité de traitement 5 détermine alors la différence de phase extraite φ(t) qui présente une évolution toujours contenue dans l’intervalle [-π ; +π], puis détermine la différence de phase dépliée Φ(t). La différence de phase φ(t) est initialement égale à la valeur φeff,f0 puis augmente en restant comprise dans l’intervalle [-π ; +π], donc en présentant des discontinuités de -2π. La différence de phase dépliée Φ(t) varie alors d’une valeur initiale Φi (égale à φeff,f0) jusqu’à une valeur finale Φf. L’unité de traitement 5 détermine alors la signature S comme étant égale à ΔΦ = Φf - Φi. [0061] Cependant, il apparaît que la différence de phase dépliée effective Φeff(t) présente une valeur Φefff0 lors de la première phase Ph1 de référence qui est bien supérieure à la valeur Φi déterminée par l’unité de traitement 5. Autrement dit, l’unité de traitement 5 considère que l’état physicochimique initial du site sensible est un état désorbé, alors que ce n’est en fait pas le cas. Il s’ensuit que l’unité de traitement 5 va déterminer une signature S comme étant égale à ΔΦ, alors que la signature effective devrait être ΔΦeff. Cette erreur lors de la détermination de la signature vient de l’indétermination modulo 2π de la différence de phase extraite φ(t), qui conduit à une perte d’information sur l’état physicochimique effectif du site sensible lors de la première phase Ph1 de référence. Il ne paraît donc pas possible, dans le cas d’un tel procédé de caractérisation mettant en œuvre un nez électronique 1 de type interférométrique, d’identifier et d’écarter les valeurs erronées de signatures des sites sensibles. [0062] Les figures 5A à 5C sont des vues schématiques et partielles d’un nez électronique 1 de type interférométrique selon un mode de réalisation de l’invention, pour la mise en œuvre d’un procédé de caractérisation permettant d’obtenir une signature effectivement caractéristique des analytes 2. On évite en effet de tenir compte d’un état physicochimique ne serait pas totalement désorbé. [0063] Le nez électronique 1 selon l’invention comporte une surface fonctionnalisée 4, un dispositif de mesure 10, et une unité de traitement 5 identiques ou similaires à ceux du nez électronique 1 selon les fig.2A à 2C. Mais, il comporte en outre un module thermique 30 adapté à générer une augmentation de température de la surface fonctionnalisée 4, provoquant ainsi le passage de l’état physicochimique de la surface fonctionnalisée 4 et donc des sites sensibles : d’un état physicochimique initial adsorbé Eia où la proportion (ou la quantité) de récepteurs 3 liés aux analytes 2 est égale à une valeur initiale pia non nulle, à un état physicochimique final désorbé Eid où la proportion (ou la quantité) de récepteurs 3 liés aux analytes est égale à une valeur finale pfd inférieure à pia. Les états initial adsorbé Eia et final désorbé Efd sont ici des états stationnaires (mais ils peuvent ne pas l’être). [0064] Aussi, le procédé de caractérisation selon l’invention comporte deux phases successives au cours de laquelle les différences de phase extraite φ(k)(t) et dépliée Φ(k)(t) sont déterminées, à savoir une première phase Ph1 dite d’adsorption où la surface fonctionnalisée 4 est exposée aux analytes 2 jusqu'à ce que son état physicochimique atteigne l’état initial adsorbé Eia, puis une deuxième phase Ph2 dite désorption où on provoque la désorption des analytes 2 par l’augmentation de la température pour passer à l’état final désorbé Efd. [0065] Le module thermique 30 comporte dans cet exemple une source électrique 32 connectée à une piste résistive 31 (chaufferette) réalisée en un matériau électriquement conducteur. La chaufferette 31 s’étend ici en regard de la surface fonctionnalisée 4, et plus précisément des bras sensibles 14s des interféromètres 12. Elle est connectée à la source électrique 32 pour recevoir un signal électrique provoquant l’augmentation de la température par effet Joule. [0066] Le support de mesure 23 et le support inférieur 24 sont réalisés en un matériau thermiquement conducteur. La chaufferette 31 est disposée en regard de la surface fonctionnalisée 4, au niveau de la face arrière du support inférieur 24. En variante, elle peut être située entre le support inférieur 24 et le support de mesure 23, auquel cas le support inférieur 24 n’a pas besoin d’être réalisé en un matériau thermiquement conducteur. [0067] Comme l’illustre la fig.5B, la chaufferette 31 est réalisée sous la forme d’au moins une piste d’un matériau électriquement conducteur et résistif, par exemple métallique. De préférence, la chaufferette 31 s’étend en regard de tous les bras des interféromètres 12, donc en regard des bras sensibles 14s comme des bras de référence 14r. Ainsi, la chaufferette 31 est adaptée à modifier la température T de la surface fonctionnalisée 4 de manière spatialement homogène. [0068] La source électrique 32 est adaptée à appliquer à la chaufferette 31 un signal électrique, par exemple en échelon. Un signal électrique en échelon correspond à un signal électrique dont l’intensité passe d’une première valeur initiale à une deuxième valeur finale en une courte durée, ici inférieure ou égale à quelques secondes, de préférence en au plus 5 secondes. Ce signal électrique est ici adapté à provoquer par effet Joule une variation positive de température au niveau de la surface fonctionnalisée 4 et donc des sites sensibles, de sorte que leur température passe d’une valeur initiale inférieure ou égale à une première valeur seuil T1 à une valeur finale supérieure ou égale à une deuxième valeur seuil T2. La différence entre les valeurs T1 et T2 peut être au moins égale à 5°C, et peut être de l’ordre de 20°C environ pour provoquer une désorption efficace des analytes d’une proportion importante des récepteurs. La valeur T1 peut être comprise entre 2°C et 25°C, par exemple égale à 20°C, et la valeur T2 peut être comprise entre 30°C et 60°C, par exemple égale à 50°C. Elle peut présenter une puissance électrique de quelques dizaines de watts, par exemple 0.5 à 2W. De préférence, la température lors de la deuxième phase est inférieure ou égale à 60oC, de manière à ne pas dégrader les propriétés physicochimiques des récepteurs 3. Cependant, le signal électrique peut ne pas être en échelon, et augmenter par exemple de manière continue voire par incréments successifs, entre autres. [0069] Les figures 6A à 6C illustrent des étapes d’un procédé de caractérisation selon un mode de réalisation, au moyen du nez électronique 1 illustré sur la fig.5A. La fig.6A illustre une évolution des interactions entre les analytes 2 et les récepteurs 3 de la surface fonctionnalisée 4, lors d’un procédé de caractérisation selon l’invention mettant en œuvre une augmentation de la température pour passer de la phase d’absorption Ph1 à la phase de désorption Ph2. La fig.6B illustre une augmentation de la température de la surface fonctionnalisée 4 ; et la fig.6C illustre des évolutions temporelles de la différence de phase extraite φ(k)(t) et de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) lors du procédé de caractérisation. [0070] Comme indiqué précédemment, le procédé de caractérisation prévoit une phase d’adsorption Ph1 pendant laquelle on expose la surface fonctionnalisée 4 aux analytes 2, la température initiale étant inférieure ou égale à la première valeur T1 ; suivie d’une phase de désorption Ph2 où l’on provoque une désorption des analytes 2 au moyen d’une augmentation de la température jusqu’à au moins la deuxième valeur T2. [0071] En référence à la fig.6A, au cours de la phase d’adsorption Ph1, le site sensible est exposé à un milieu gazeux contenant les analytes 2. Ces derniers peuvent être amenés aux contacts des récepteurs 3 de manière contrôlée (par exemple par advection forcée) ou non (par exemple par diffusion ou advection naturelle). Les interactions présentent in fine un régime ici stationnaire dans lequel il y a un équilibre entre le nombre d’évènements d’adsorption et le nombre d’évènements de désorption. Autrement dit, chaque évènement de désorption est immédiatement suivi d’un évènement d’adsorption, de sorte que l’on considère que les récepteurs 3 sont liés aux analytes 2. Le site sensible présente alors l’état physicochimique initial d’adsorption Eia où la proportion (ou la quantité) des récepteurs 3 liés aux analytes 2 est égale à la valeur initiale pia non nulle. [0072] Notons à cet égard que l’interaction entre un analyte A et un récepteur L est un phénomène réversible caractérisé par une constante d’adsorption ka (en mol-1.s-1) de l’analyte A au récepteur L pour former un composé analyte/récepteur LA (pour ligand-analyte, en anglais), et par une constante de désorption kb (en s-1) correspondant à la dissociation du composé LA. Le ratio kd/ka forme la constante de dissociation d’équilibre kD (en mol) qui donne la valeur de la concentration cA des analytes A permettant de saturer 50% des récepteurs L. [0073] Le régime stationnaire est atteint lorsque la concentration cLA(t) en composés LA est stationnaire dcLA/dt=0, c’est-à-dire lorsque le produit de la constante ka avec les concentrations des analytes cA(t) et de récepteurs cL(t) (nombre d’évènements d’adsorption) est égal au produit de la constante kd avec la concentration cLA(t) de composés LA (nombre d’évènements de désorption), autrement dit lorsque l’équation d’évolution suivante est vérifiée dcLA/dt = ka×cA×cL – kd×cLA = 0. La valeur maximale stationnaire du signal de mesure est proportionnelle à la concentration cA(t) des analytes A. La saturation des récepteurs L du site sensible, c’est-à-dire le fait que tous les récepteurs sont liés à des analytes, peut être atteinte lorsque la concentration cA en analytes A est suffisante, ce que l’on suppose être le cas ici. [0074] En référence à la fig.6B, au cours de cette première phase d’adsorption Ph1, le module thermique 30 maintient la température de la surface fonctionnalisée 4 à une température inférieure ou égale à une première valeur seuil T1 pour laquelle les analytes 2 restent adsorbés aux récepteurs 3. Aussi, l’état physicochimique du site sensible passe progressivement d’un état désorbé (ou partiellement désorbé) jusqu’à un état ici stationnaire adsorbé Eia. Le signal électrique appliqué par la source électrique 32 à la chaufferette 31 peut ici reste nul, de sorte que la température générée au niveau des sites sensibles présente par exemple la température ambiante de 20°C environ, inférieure ou égale à la valeur d’adsorption T1 prédéfinie qui peut être égale à 25°C. [0075] Ensuite, la deuxième phase de désorption Ph2 est effectuée. Pour cela, la source électrique 32 applique un signal électrique à la chaufferette 31, ici un signal en échelon, de manière à provoquer une augmentation de température à au moins la deuxième valeur seuil T2, conduisant à la désorption des analytes 2 vis-à-vis des récepteurs 3. La proportion (ou la quantité) des récepteurs liés aux analytes passe alors de la valeur initiale pia non nulle, à la valeur finale pfd inférieure à pia. La valeur pfd peut être égale ou proche de 0%. Le signal électrique présente un échelon positif de sorte qu’il passe de la valeur par exemple nulle à une valeur constante non nulle en une durée très courte, par exemple en 1s ou moins. La température T(t) passe ainsi rapidement de la valeur initiale inférieure ou égale à T1, à une valeur finale supérieure ou égale à T2 en une durée très courte, par exemple en moins de 10s ou en moins de 5s. L’état physicochimique du site sensible passe rapidement de l’état initial adsorbé Eia à l’état final désorbé Efd. [0076] En référence à la fig.6C, lors de la première phase d’adsorption Ph1 et de la deuxième phase de désorption Ph2, l’unité de traitement 5 reçoit le signal optique reçu par le photodétecteur, et détermine la différence de phase extraite φ(t). A mesure que les analytes 2 viennent se lier aux récepteurs 3 lors de la phase Ph1, la différence de phase extraite φ(t) augmente progressivement tout en restant dans l’intervalle [-π ; +π], et présente ainsi des discontinuités de -2π. Lorsque le régime stationnaire est établi, la différence de phase extraite φ(t) présente une valeur constante initiale. L’unité de traitement 5 détermine alors la différence de phase dépliée Φ(t), qui présente alors la valeur constante initiale Φi. Notons que l’unité de traitement 5 peut en variante déterminer la différence de phase dépliée Φ(t) dès le début de la première phase Ph1. Elle présenterait alors une valeur Φeff,i qui est supérieure à la valeur Φi. [0077] Ensuite, lors de la deuxième phase de désorption Ph2, du fait de l’augmentation de la température qui provoque la désorption rapide des analytes 2, la différence de phase extraite φ(t) diminue rapidement tout en restant dans l’intervalle [-π ; +π], et présente ainsi des discontinuités de +2π. Lorsque le régime stationnaire est établi, la différence de phase extraite φ(t) présente une valeur constante finale. L’unité de traitement 5 détermine alors la différence de phase dépliée Φ(t) qui présente alors la valeur finale Φf. Si l’unité de traitement 5 avait déterminé la différence de phase dépliée Φ(t) dès le début de la première phase Ph1, elle aurait alors la valeur Φeff,f qui est supérieure à la valeur Φf. [0078] L’unité de traitement 5 peut alors déterminer la signature S qui est égale à l’écart (en valeur absolue) entre la valeur finale Φf et la valeur initiale Φi : S = ΔΦ = | Φf - Φi | qui est égale également à ΔΦeff = | Φeff,f - Φeff,i |. Les écarts acquis pour chacun des sites sensibles peuvent être normalisés pour qu’ils soient compris entre 0 et 1. [0079] Il en ressort que, dans le cadre du procédé de caractérisation selon l’invention, la signature est déterminée alors que le site sensible présente un état initial adsorbé Eia et un état final désorbé Efd, et non pas, comme dans l’art antérieur, à partir d’un état initial désorbé (voire partiellement désorbé) et d’un état final adsorbé. De plus, dans le cadre de l’invention, le milieu gazeux auquel est exposé la surface fonctionnalisée ne varie sensiblement pas ou peu entre la phase d’adsorption Ph1 et la phase de désorption Ph2, seul l’état de la surface fonctionnalisée change entre l’état initial adsorbé Eia et l’état final désorbé Efd du fait de l’augmentation de température, alors que dans l’art antérieur, le milieu gazeux change (absence des analytes pour mesurer la baseline, puis présence des analytes, et enfin évacuation des analytes). On limite voire écarte ainsi l’erreur lors de la détermination de la signature qui vient de la perte d’information sur l’état initial réel du ou des sites sensibles liée à l’indétermination modulo 2π de la différence de phase extraite φ(t). [0080] De plus, dans le cadre de l’invention, le passage de l’état initial adsorbé Eia à l’état final désorbé Efd est provoqué par l’augmentation de température de la surface fonctionnalisée 4, et non pas par une gestion fluidique contrôlée, ce qui permet notamment de simplifier la configuration structurelle du nez électronique 1. On améliore également la qualité de caractérisation des analytes 2, dans la mesure où la désorption par effet thermique peut être plus efficace que la désorption par effet fluidique et peut être effective pour chaque site sensible, de sorte que la surface fonctionnalisée 4 présente un état final effectivement désorbé et sensiblement homogène. [0081] Les figures 7A, 7B et 7C illustrent la situation où plusieurs phases successives de caractérisation sont effectuées par le nez électronique, dans le cas où la surface fonctionnalisée est exposée au même milieu gazeux (même type et même concentration d’analytes) et dans le cas où la surface fonctionnalisée est successivement exposée à différents milieux gazeux en termes de type et/ou de concentration d’analytes. Les différentes phases successives de caractérisation peuvent avoir lieu sur des temps courts, par exemple de l’ordre de quelques secondes à minutes, comme sur des temps longs, par exemple de l’ordre de quelques heures à jours. [0082] La fig.7A illustre un exemple de variation de la température de la surface fonctionnalisée, au cours d’une succession de phases de caractérisation de milieux gazeux, notées ici A, B, C (le nez électronique peut ainsi effectuer un grand nombre de phases successives de caractérisation A, B, C, D, E…). [0083] Ainsi, chaque phase de caractérisation A, B, C… comporte la phase d’adsorption Ph1 où la température reste au plus égale à la valeur T1 et où on expose la surface fonctionnalisée à un milieu gazeux contenant les analytes ; suivie de la phase de désorption Ph2 où la température est augmentée à au moins la valeur T2 pour provoquer la désorption des analytes vis-à-vis des récepteurs. [0084] La fig.7B illustre un exemple d’évolutions temporelles de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) au cours de la succession de phases de caractérisation A, B, C… de la fig.7A, dans le cas où la surface fonctionnalisée est exposée au même milieu gazeux en termes d’analytes (même type et même concentration). La concentration des analytes reste constante dans le milieu gazeux d’une phase de caractérisation A, B, C… à l’autre. [0085] La différence de phase dépliée effective Φeff(t) varie entre une valeur ici stationnaire Φeff,i représentative de l’état initial adsorbé Eia, et une valeur ici stationnaire Φeff,f représentative de l’état final désorbé Efd. En conséquence, la différence de phase dépliée Φ(t) varie entre une valeur stationnaire Φi représentative de l’état initial adsorbé Eia, et une valeur stationnaire Φf représentative de l’état final désorbé Efd. Dans la mesure où le milieu gazeux est le même en termes d’analytes d’une phase de caractérisation à l’autre, la différence entre Φi et Φf reste ici la même pour chacune des phases de caractérisation A, B, C…. On note que, à l’instant t0, la valeur Φeff(t0) peut être non nulle, voire quelconque, du fait d’une éventuelle ‘pollution’ initiale de la surface fonctionnalisée. Quoi qu’il en soit, le procédé selon l’invention permet d’effectuer une caractérisation de qualité des analytes d’une phase A, B, C à l’autre. [0086] La fig.7C illustre un autre exemple d’évolutions temporelles de la différence de phase dépliée Φ(k)(t) au cours de la succession de phases de caractérisation A, B, C… de la fig.7A, dans le cas où la surface fonctionnalisée est exposée à des milieux gazeux différents en termes d’analytes. Ainsi, les analytes peuvent être les mêmes mais la concentration varie dans le temps, ou il peut s’agir d’analytes différents d’une phase de caractérisation A, B, C… à l’autre. [0087] Ici, la différence de phase dépliée effective Φeff(t) varie entre une valeur ici stationnaire Φeff,i représentative de l’état initial adsorbé Eia qui est ici différente d’une phase de caractérisation A, B, C… à l’autre, dans la mesure où la proportion pia des récepteurs liés aux analytes peut être différente. En revanche, lors de l’état final désorbé Efd, on considère que les analytes sont tous désorbés, de sorte que la valeur Φeff,f est sensiblement nulle pour chacune des phases de caractérisation A, B, C…. [0088] En conséquence, la différence de phase dépliée Φ(t) varie entre les valeurs stationnaires Φi (état initial adsorbé Eia) et Φf (état final désorbé Efd), avec un écart Φf – Φi qui diffère ici d’une phase de caractérisation A, B, C… à l’autre, dans la mesure où la surface fonctionnalisée est successivement exposée à des milieux gazeux différents les uns des autres en termes d’analytes. [0089] Ainsi, il est possible d’utiliser le nez électronique pour effectuer des caractérisations successives du milieu gazeux, que celui-ci soit le même d’une phase de caractérisation à l’autre ou qu’il soit différent. Cela est dû en particulier au fait que chaque phase de caractérisation comporte une deuxième phase de désorption Ph2 au cours de laquelle on provoque la désorption thermique des analytes (de préférence totale) permettant ainsi de lever les erreurs éventuelles liées à l’indétermination modulo 2π de la différence de phase extraite φ(t). [0090] Des modes de réalisation particuliers viennent d’être décrits. Différentes variantes et modifications apparaîtront à l’homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de caractérisation d’analytes (2) présents dans un milieu gazeux, au moyen d’un nez électronique (1) comportant : o une surface fonctionnalisée (4) contenant au moins un site sensible ayant des récepteurs (3) avec lesquels les analytes (2) sont aptes à interagir par adsorption/désorption, le site sensible présentant un état physicochimique défini par une proportion des récepteurs (3) liés aux analytes (2) ; o un dispositif de mesure (10), comportant : au moins un interféromètre (12) présentant deux guides d’onde dont l’un forme un bras sensible (14s) à la surface duquel se situe le site sensible et l’autre un bras de référence (14r), couplé à une source lumineuse (11) ; et au moins un photodétecteur (16) couplé à l’interféromètre (12) ; o une unité de traitement (5), connectée au photodétecteur (16) ; o un module thermique (30), adapté à générer une variation de température de la surface fonctionnalisée (4) ; o le procédé comportant les étapes suivantes : o a) exposition de la surface fonctionnalisée (4) au milieu gazeux contenant les analytes (2), la surface fonctionnalisée (4) présentant une température initiale au plus égale à une première valeur T1 prédéfinie, de sorte que la surface fonctionnalisée (4) présente un état physicochimique initial dit adsorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur initiale pia non nulle ; o b) génération par le module thermique (30) d’une augmentation de température de la surface fonctionnalisée (4) jusqu’à au moins une deuxième valeur T2 prédéfinie, provoquant ainsi un changement d’état entre l’état physicochimique initial adsorbé et un état physicochimique final dit désorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur finale pfd inférieure à pia ; o c) mesure par le photodétecteur (16) du signal optique transmis par l’interféromètre (12), au cours des étapes d’exposition et de génération de l’augmentation de température ; o d) détermination par l’unité de traitement (5) : ^ d’une différence de phase dite extraite φ(k)(t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir du signal optique mesuré, dont les valeurs sont comprises dans un intervalle de largeur prédéfini ; puis ^ d’une différence de phase dite dépliée Φ(k)(t), par dépliement de la différence de phase extraite φ(k)(t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de la largeur d’intervalle ; puis ^ de valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(t), représentatives respectivement des états physicochimiques initial adsorbé et final désorbé de la surface fonctionnalisée (4) ; o e) caractérisation des analytes (2), à partir des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f.
2. Procédé de caractérisation selon la revendication 1, dans lequel la différence de température entre la première valeur T1 et la deuxième valeur T2 est au moins égale à 5°C.
3. Procédé de caractérisation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la première valeur T1 est au plus égale à 25°C, et la deuxième valeur T2 est au moins égale à 30°C.
4. Procédé de caractérisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première valeur T1 est comprise entre 2°C et 25°C, et la deuxième valeur T2 est comprise entre 30°C et 60°C.
5. Procédé de caractérisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les étapes a) à e) sont répétées de manière successive, la surface fonctionnalisée (4) étant alors successivement exposée, à chaque nouvelle étape a), soit au même milieu gazeux en termes de type et de concentration d’analytes, soit à des milieux gazeux différents en termes de type et/ou de concentration d’analytes.
6. Nez électronique (1) adapté à caractériser des analytes (2) présents dans un milieu gazeux, pour la mise en œuvre du procédé de caractérisation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant : o une surface fonctionnalisée (4) contenant au moins un site sensible ayant des récepteurs (3) avec lesquels les analytes (2) sont aptes à interagir par adsorption/désorption, le site sensible présentant un état physicochimique défini par une proportion des récepteurs (3) liés aux analytes (2) ; o un dispositif de mesure (10), comportant : au moins un interféromètre (12) présentant deux guides d’onde dont l’un forme un bras sensible (14s) à la surface duquel se situe le site sensible et l’autre un bras de référence (14r), couplé à une source lumineuse (11) ; et au moins un photodétecteur (16) couplé à l’interféromètre (12) ; o une unité de traitement (5), connectée au photodétecteur (16), adaptée à déterminer : ^ une différence de phase dite extraite φ(k)(t) entre les signaux optiques circulant dans les guides d’onde, à partir d’un signal optique mesuré par le photodétecteur (16), dont les valeurs sont comprises dans un intervalle de largeur prédéfini ; puis ^ une différence de phase dite dépliée Φ(k)(t), par dépliement de la différence de phase extraite φ(k)(t) en lui ajoutant un multiple entier positif ou négatif de la largeur d’intervalle ; puis ^ des valeurs initiale Φ(k)i et finale Φ(k)f de la différence de phase dépliée Φ(k)(t), représentatives respectivement d’états physicochimiques initial adsorbé et final désorbé de la surface fonctionnalisée (4), permettant ensuite de caractériser les analytes (2) ; o un module thermique (30) adapté à générer une variation de température de la surface fonctionnalisée (4), provoquant ainsi un passage d’état entre l’état physicochimique initial adsorbé et l’état physicochimique final désorbé, à partir : ^ d’une température initiale au plus égale à une première valeur T1 prédéfinie pour laquelle la surface fonctionnalisée (4) présente un état physicochimique initial adsorbé où une proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur initiale pia non nulle ; ^ à une température finale au moins égale à une deuxième valeur T2 prédéfinie pour laquelle la surface fonctionnalisée (4) présente un état physicochimique final désorbé où la proportion des récepteurs liés aux analytes est égale à une valeur finale pfd inférieure à pia.
7. Nez électronique (1) selon la revendication 6, dans lequel le module thermique (30) comporte une chaufferette (31) qui s’étend en regard des bras de l’interféromètre (12).
8. Nez électronique (1) selon la revendication 7, dans lequel la surface fonctionnalisée (4) est située sur une première face d’un support (23, 24) où se situent les guides d’onde (14s, 14r), la chaufferette (31) étant disposée sur une deuxième face du support (23, 24) opposée à la première face, le support (23, 24) étant réalisé en un matériau thermiquement conducteur.
9. Nez électronique (1) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le dispositif de mesure (10) comporte une pluralité d’interféromètres (12), la chaufferette (31) s’étendant en regard des bras (14s, 14r) de tous lesdits interféromètres (12).
10. Nez électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le module thermique (30) est adapté à augmenter la température de la surface fonctionnalisée (4) à une température finale comprise entre 30°C et 60°C.
11. Nez électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le module thermique (30) comporte une source électrique (32) adaptée à appliquer à une chaufferette (31) un signal électrique en échelon provoquant l’augmentation de température.
12. Nez électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le module thermique (30) est adapté à provoquer l’augmentation de température de la température initiale à la température finale en une durée d’au plus 5 secondes.
13. Nez électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l’interféromètre (12) est un interféromètre de Mach-Zehnder ou un interféromètre à anneau résonant.
PCT/EP2023/060033 2022-04-21 2023-04-18 Procede de caracterisation d'analytes comportant une variation de temperature au moyen d'un nez electronique de type interferometrique WO2023203033A1 (fr)

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