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Towards integrated multi-sensor platform using dual electrochemical and optical detection for on-site pollutant detection in water

Authors :
Pierre Temple-Boyer
F. Sekli Belaidi
Jean-Louis Heully
Fabienne Alary
Eléna Bedel-Pereira
Jérôme Launay
Isabelle Séguy
L. Farouil
Ludovic Salvagnac
Équipe MICrosystèmes d'Analyse (LAAS-MICA)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique (LAAS-MPN)
Photochimie théorique et computationnelle (LCPQ) (PTC)
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM)
Équipe MICrosystèmes d'Analyse ( LAAS-MICA )
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS )
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP )
Équipe Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique ( LAAS-MPN )
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques ( LCPQ )
Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS )
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique ( LAAS-TEAM )
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Source :
Biosensors and Bioelectronics, Biosensors and Bioelectronics, Elsevier, 2019, 132, pp.90-96. ⟨10.1016/j.bios.2019.01.065⟩, Biosensors and Bioelectronics, Elsevier, In press, 〈10.1016/j.bios.2019.01.065〉, Biosensors and Bioelectronics, 2019, 132, pp.90-96. ⟨10.1016/j.bios.2019.01.065⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

International audience; The present work is dedicated to the development of a lab-on-chip (LOC) device for water toxicity environmental analysis and more especially herbicide detection. The final goal is focused on the functional integration of three-electrode electrochemical microcells (ElecCell) and organic photodetectors (OPD) in order to perform simultaneously electrochemical and optical detection in the frame of algal metabolism monitoring. Considering three different algae, i.e. Chlamydomonas reinhardtii, Pseudokirchneriella subcapitata and Chlorella vulgaris while dealing with photosynthesis, the multi-microsensor platform enables to measure the variations of microalgae fluorescence as well as oxygen production. It is applied to study the Diuron herbicide influences on algal metabolism, evidencing fluorescence enhancement and oxygen production inhibition for concentrations as low as few tens of nanomoles. These results are performed with unconcentrated and six time concentrated algae solutions respectively, to estimate the ability of this dual-sensor system to conduct measurements without any sample preparation. Thus, according to the obtained results, the proposed LOC device is fully adapted to the electrochemical/optical dual detection for on-site pollutant analysis, i.e. without sample pre-treatment. 2 Keywords Compact fluidic platform, LED excitation, electrochemical detection, organic photo-detection.algal metabolism, herbicide detection.

Details

Language :
English
ISSN :
09565663
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biosensors and Bioelectronics, Biosensors and Bioelectronics, Elsevier, 2019, 132, pp.90-96. ⟨10.1016/j.bios.2019.01.065⟩, Biosensors and Bioelectronics, Elsevier, In press, 〈10.1016/j.bios.2019.01.065〉, Biosensors and Bioelectronics, 2019, 132, pp.90-96. ⟨10.1016/j.bios.2019.01.065⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....520ae30a9fa191527cd65337bbd3bb71
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.01.065⟩