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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 14/1-2 - 2014  - pp.85-102  - doi:10.3166/i2m.14.1-2.85-102
TITRE
Greffage de cyclames mono-N-fonctionnalisés sur la grille d’un ISFET pour la détection des ions ferriques

TITLE
Grafting of mono-N-functionalized cyclams on the ISFET gate for ferric ion detection

RÉSUMÉ

Un capteur sensible aux ions est réalisé par fonctionnalisation d’un ISFET au moyen du greffage de macrocycles azotés de type cyclames sur la surface du dispositif. Un agent de couplage poly(méthylhydrosiloxane) (PMHS) permet cette immobilisation avec une grande efficacité et des réactions chimiques simples. La première étape consiste en la synthèse d’un cyclame monofonctionnel porteur d’une fonction vinyle. La deuxième étape est une réaction d’hydrosilylation du PMHS par le cyclame modifié avec 11-bromo-1-undécène en présence d’un catalyseur de Karstedt qui permet l’accrochage de cyclames sur une partie des fonctions Si -H. L’autre partie de ces fonctions sert à l’accrochage chimique sur la surface de l’ISFET. L’article décrit la synthèse et le greffage chimique, puis la caractérisation par spectroscopie infrarouge et RMN du 1H et du 13C. La sensibilité de ces transducteurs fonctionnalisées vis-à-vis de cations métalliques divalents (Cu2+, Ni2+, Cd2+, Co2+, Zn2+) et trivalent (Fe3+) est évaluée par des mesures potentiométriques qui montrent la sensibilité élevée du capteur pour la détection des ions Fe3+ et la spécificité de sa détection.



ABSTRACT

Anion-sensitive chemical sensor is fabricated by means of the functionalization of an ISFET through grafting of aminated macrocycles of the cyclam type on to the surface of the device. The coupling agent poly(methylhydrosiloxane) (PMHS) allows such an immobilization with a high efficiency through involving simple chemistry. The first step is the synthesis of a monofunctional cyclam having a vinyl group. The second step is the hydrosilylation reaction of the PMHS by the cyclam modified with 11-bromo-1-undecene in the presence of the Karstedt catalyst that allows the binding of cyclams to part of the Si-H groups. The remaining part of the later groups is used for chemical attachment to the surface of the ISFET. The paper reports the synthesis and the chemical grafting, followed by the characterization by means of infrared, 1H and 13C NMR spectroscopy. The sensitivity of the functionalized transducers towards divalent (Cu2+, Ni2+, Cd2+, Co2+, Zn2+) and trivalent (Fe3+) metallic ions was assessed by potentiometric measurements that disclosed the high sensitivity of the chemical sensor for the detection of Fe3+ ions and the specificity of their detection.



AUTEUR(S)
Wahid BEN MEFTEH, Hassen TOUZI, Rafik KALFAT, Hafedh BEN OUADA, Yves CHEVALIER, Nicole JAFFREZIC-RENAULT

MOTS-CLÉS
fer (III), cyclame, poly(méthylhydrosiloxane), hydrosilylation, ISFET

KEYWORDS
iron (III), cyclam, poly(methylhydrosiloxane), hydrosilylation, ISFET

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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