Procédé de production d'un détecteur ionique

L'invention concerne un procédé de production d'un détecteur permettant de détecter la présence d'un ion déterminé dans un échantillon en phase liquide, et une méthode de détection utilisant un détecteur produit selon le ledit procédé.

Des méthodes connues permettent de déterminer la concentration des milieux liquides en ion lithium, potassium, sodium, césium, et en de nombreux autres ions. On citera par exemple, la spectrométrie de flamme ou la chromatographie d'échange ionique.

Ces méthodes de détection quantitatives sont fiables et permettent des mesures précises. En revanche, leur mise en œuvre nécessite des moyens importants, tant matériels qu'humains.

Des besoins particuliers se sont exprimés dans les milieux médicaux pour détecter la présence d'ions dans les produits de sécrétions animale ou humaine en vue d'identifier ou de suivre l'évolution de certaines pathologies. Par exemple, la détection et la quantification des ions dans les sécrétions des glandes sudoripares permet notamment le diagnostic de la mucoviscidose. Aussi, des dispositifs moins complexes que la spectrométrie de flamme par exemple et permettant des diagnostics plus rapides ont été imaginés.

L'objet du document EP 475 045 est notamment un procédé de production d'une couche de réactif indicateur hydrophile pour réaliser un détecteur adapté à déterminer la présence ou la concentration d'un ion prédéterminé dans un échantillon liquide. Ce document décrit également une méthode pour la mise en œuvre de ce détecteur.

Bien qu'intrinsèquement moins complexe, la méthode de détection décrite dans ce document, nécessite toutefois la mise en œuvre d'un ionophore hydrophobe capable de former un complexe avec l'ion prédéterminé, d'une substance rapporteuse hydrophobe capable d'interagir avec le complexe précité et aussi de mettre en œuvre un

composé polymérique hydrophile. C'est l'interaction de la substance rapporteuse et du complexe qui permet d'engendrer une réponse détectable.

Aussi, le temps nécessaire relatif à une telle mesure est relativement long.

D'autres méthodes de détection électrochimiques permettant de détecter la présence d'ions plus complexes des milieux biologiques ont été imaginées. La méthode décrite dans le document US 2007017821 permet notamment de détecter la protamine ou l'héparine. Ces méthodes nécessitent la mise en œuvre de membranes spécifiques permettant la détection électrochimique. En outre, elles sont mal adaptées à la détection d'ions de petite taille.

Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir un procédé de production relativement simple d'un détecteur permettant de détecter rapidement la présence d'ions dans une phase liquide, et aussi une méthode de mise en œuvre d'un tel détecteur.

Dans le but de résoudre ce problème, et selon un premier aspect, la présente invention propose un procédé de production d'un détecteur permettant de détecter la présence d'au moins un ion déterminé dans un échantillon en phase liquide. Selon l'invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes : on fournit une solution conductrice contenant la 5- hydroxy-1 ,4-naphtalenedione ou l'un de ses dérivés et on fournit un support électro-conducteur présentant une surface de réception ; ensuite, on plonge ledit support électro-conducteur dans ladite solution conductrice ; puis on fait circuler un courant électrique d'électro-synthèse dans ledit support électro-conducteur de façon à provoquer la formation d'une couche d'un polymère de 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione ou de l'un de ses dérivés sur ladite surface de réception. De la sorte, ledit polymère recouvrant ladite surface de réception est adapté à réagir avec ledit au moins un ion déterminé pour produire un courant électrique de détection dans ledit support électro-conducteur.

Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la production d'un détecteur en recouvrant simplement un support électro-conducteur d'une couche d'un polymère conducteur déterminé, et en particulier la polyjuglone qui est synthétisée à partir de la 5-hydroxy-1 ,4- naphtalenedione. On détaillera dans la suite de la description, les dérivés de la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione permettant également de former une couche de polymère conducteur pour réaliser un détecteur selon l'invention. En outre, la couche de polymère est réalisée en plongeant le support électro-conducteur dans la solution conductrice contenant le monomère, le 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione et en appliquant une différence de potentiel entre le support électro-conducteur et une contre électrode plongée également dans la solution conductrice. La formation d'une telle couche de polymère sur le support électro-conducteur par électro-synthèse nécessite peu de précaution particulière et la matière première utilisée est relativement bon marché. Aussi, un tel détecteur est-il relativement peu onéreux à produire.

Le procédé de production selon l'invention, comprend avantageusement une étape supplémentaire d'activation selon laquelle, on retire ledit support électro-conducteur de ladite solution conductrice et on porte ledit support électro-conducteur à un potentiel prédéfini d'activation pour ledit polymère, en ayant pris soin le cas échéant de plonger le support électro-conducteur dans une solution saline tamponnée et désoxygénée. Ainsi, en appliquant une différence de potentiel selon un mode cyclique, entre le support électro-conducteur et une contre électrode plongée également dans ladite solution saline tamponnée, on active progressivement les groupes paraquinones de la couche du polymère précité.

Selon un mode préféré de mise en œuvre de l'invention, on solubilise la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione ou l'un de ses dérivés dans un solvant organique, par exemple de l'acétonitrile et on incorpore un hydroxynaphtalène pour initier la polymérisation. On expliquera plus en

détail dans la suite de la description, la mise en œuvre de la solution conductrice.

Avantageusement, on forme la couche de polymère en faisant circuler ledit courant électrique d'électro-synthèse entre le support électro- conducteur et une contre électrode, selon un mode cyclique. Par exemple, en voltamétrie cyclique, on fait varier le potentiel du support électroconducteur sensiblement entre 0,5 V et 1 V par rapport à une électrode de référence au calomel saturé. Ainsi, après un certain nombre de cycles, ladite surface de réception est-elle recouverte d'un film de polyjuglone. Selon un autre mode de réalisation préféré, en mode potentiostatique, on porte ledit support électro-conducteur à au moins un potentiel déterminé, par exemple 1 V, par rapport à une électrode de référence au calomel saturé, pour faire circuler ledit courant électrique d'électro-synthèse et former le film de polyjuglone sur la surface de réception.

Selon encore un autre mode de réalisation particulièrement avantageux, en mode galvanostatique, on impose la circulation d'un courant constant déterminé à travers le support électro-conducteur pour former le film de polyjuglone. Avantageusement, ledit support électro-conducteur est constitué de carbone, par exemple en graphite, ce qui permet également d'obtenir des supports électro-conducteurs à des coûts avantageux. Préférentiellement, ledit support électro-conducteur est constitué d'une couche métallique, par exemple en métal noble, tel le platine ou l'or qui sont de très bons conducteurs du courant électrique. Par ailleurs, et de manière préférée, ledit support électro-conducteur est constitué d'une couche métallique déposée par évaporation sur un substrat flexible, ce qui permet d'appliquer et de conformer la couche métallique recouverte du -polymère conducteur précité, contre toute surface quelle que soit sa topographie. Selon un autre aspect, la présente invention propose un détecteur permettant de détecter la présence d'au moins un ion déterminé dans un échantillon en phase liquide, ledit détecteur étant produit par un procédé

de production selon le procédé de production ci-dessus décrit. Et par conséquent, un tel détecteur est réalisé à un coût très avantageux.

Selon encore un autre aspect, la présente invention propose une méthode pour détecter la présence d'au moins un ion déterminé dans un échantillon en phase liquide au moyen d'un détecteur du type précité, selon ladite méthode on plonge ledit polymère recouvrant ladite surface de réception dans ledit échantillon ; et on porte ledit support électroconducteur à un potentiel défini représentatif dudit au moins un ion déterminé, pour détecter sa présence lorsqu'un courant électrique de détection circule dans ledit support électro-conducteur.

Ainsi, en évaluant le courant électrique de détection qui circule dans le support électro-conducteur après qu'un potentiel défini lui soit appliqué, on peut non seulement déterminer la présence ou non de l'ion déterminé mais aussi quantifier sa concentration dans l'échantillon en mesurant la valeur de ce courant électrique de détection. Ainsi, une telle évaluation est quasiment instantanée, et requiert peu de moyens.

De manière préférentielle, on porte successivement ledit support électro-conducteur à une pluralité de valeurs de potentiel encadrant ledit potentiel défini de façon à déterminer une valeur maximale dudit courant électrique de détection. Avantageusement, on porte successivement ledit support électro-conducteur à une pluralité de valeurs de potentiel selon une modulation d'ondes carrées de manière à obtenir une mesure sensiblement stabilisée du courant électrique, sur chaque palier de potentiel. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la Figure 1 est une vue schématique d'un détecteur produit selon un procédé conforme à l'invention ;

- la Figure 2 est une vue de voltamogrammes cycliques de différents ions déterminés réalisés avec ledit détecteur ;

- la Figure 3 montre des courbes, intensité en fonction de la concentration desdits ions déterminés ;

- la Figure 4 est une courbe représentant l'intensité en fonction du logarithme népérien de la concentration en un ion déterminé obtenue grâce à un premier type de capteur ;

- la Figure 5 est une courbe représentant, l'intensité en fonction du logarithme népérien de la concentration en un ion déterminé obtenue grâce à un deuxième type de capteur ; et,

- la Figure 6 est une courbe représentant l'intensité en fonction de la concentration en un ion déterminé obtenue grâce à un premier type de capteur.

Une particularité de la présente invention est notamment d'avoir identifié les propriétés d'un composé aromatique, la juglone ou 5-hydroxy- 1 ,4-naphtalenedione de formule (I) suivante :

Ce composé aromatique extrait de matières végétales, des feuilles ou des racines, est largement utilisé dans le domaine thérapeutique et notamment comme anticancéreux.

En outre, il a été montré que ce composé aromatique et certains de ses dérivés sont susceptibles de former des polymères présentant des propriétés conductrices particulières. En revanche, un objet de l'invention a été de mettre en lumière que l'électro-polymérisation de ces composés permettait de réaliser des détecteurs ou des capteurs spécifiques.

Ainsi, de façon schématique, à partir d'une solution conductrice contenant la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione ou l'un de ses dérivés et d'un support électro-conducteur présentant une surface de réception que l'on plonge dans ladite solution conductrice, on forme une couche de polymère de 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione ou de l'un de ses dérivés sur la surface de réception en faisant circuler un courant électrique d'électro-synthèse

entre le support électro-conducteur et une contre électrode que l'on plonge également dans la solution conductrice. Exemple I

Ainsi selon cet exemple I, la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione, ou juglone, est solubilisée dans un solvant organique anhydre, l'acétonitrile, à raison de 5.10 ^"2 mol. L ^'1 . Sont ajoutées à cette solution des quantités suffisantes de naphtol (hydroxynaphtalène) et de sel de lithium (LiCIO ₄ ) pour obtenir des concentrations respectives de 10 ^~3 M et 10 ^~1 M. Le sel de lithium a été conservé à l'étuve à 7O ⁰ C et à pression réduite pendant au moins 24h avant usage. Grâce au sel électrolytique (LiCIO ₄ ), le milieu organique que constitue ce mélange est ionique et conducteur.

S'agissant du support électro-conducteur, ou électrode de travail, il est réalisé dans un matériau, précisément électro-conducteur et par exemple, en carbone, en or, en platine ou encore dans un polymère conducteur. Ce support électro-conducteur est soit massif, c'est-à-dire entièrement réalisé dans ledit matériau, soit déposé sur un autre élément, par exemple par évaporation sous vide sur un autre matériau pas nécessairement conducteur. Il en est ainsi par exemple, d'un support électro-conducteur fait d'un film souple recouvert d'une fine épaisseur de platine par évaporation sous vide.

Dans cet exemple I, le choix s'est porté sur un support électro- conducteur en carbone en raison de son faible coût.

Le procédé selon l'invention, a été mis en œuvre conformément à trois variantes d'exécution pour former le film de polymère sur la surface de réception du support électro-conducteur en carbone.

Un premier support électro-conducteur formant électrode de travail a été recouvert par voltamétrie cyclique de polymère sur sa surface de réception. Ainsi, il a été introduit dans une cellule électrochimique contenant le mélange précité de façon que ladite surface de réception • baigne entièrement dans ledit mélange. En outre, une contre électrode et une électrode de référence au calomel saturé ont été introduites dans ce mélange.

L'électrode de travail a été portée à différentes valeurs de potentiel. Ainsi, un balayage alternatif en potentiel a été réalisé linéairement entre 0,4 V et 1 ,05 V, par rapport à une électrode de référence au calomel saturé ECS, et avec une vitesse de variation du potentiel de 50 mV.s ^"1 . Après 50 cycles, l'électrode recouverte d'un film de poly (5-hydroxy-1 ,4- naphtalenedione) ou polyjuglone, est débranchée, sortie de la solution, puis rincée et séchée.

Un deuxième support électro-conducteur formant une deuxième électrode de travail a été recouvert d'un film polymère du type précité, selon une deuxième variante d'exécution, en mode potentiostatique.

Là encore, la deuxième électrode de travail est introduite dans une cellule électrochimique contenant le mélange précité avec une contre électrode et une électrode de référence au calomel.

La deuxième électrode de travail est portée à un potentiel supérieur à 1 V, en l'espèce 1 ,1 V par rapport à une électrode de référence au calomel saturé. Après 20 minutes environ, la surface de réception de l'électrode est recouverte d'un film de polyjuglone. Ensuite, elle est débranchée, sortie de la solution, puis rincée et séchée.

Enfin, selon une troisième variante d'exécution, une troisième électrode de travail est recouverte d'un film de polyjuglone en mode galvanostatique. Pour ce faire, seules la troisième électrode de travail et la contre électrode sont introduites dans la cellule électrochimique contenant la solution conductrice ou mélange.

On impose alors à l'électrode de travail un courant constant d'environ 5 mA.cm ^"2 . Après 20 minutes environ, l'électrode, est recouverte d'un film de polyjuglone. L'électrode de travail est débranchée, sortie de la solution, puis rincée et séchée.

Quelles que soient les variantes d'exécution mises en œuvre pour recouvrir la surface de réception des électrodes du film de polyjuglone, il est nécessaire ensuite de les activer en les portant à un potentiel d'activation, afin qu'elles puissent former un détecteur.

Pour cela, l'électrode de travail est plongée dans une cellule électrochimique contenant une solution tampon saline de type PBS (pour « Phosphate Buffered Saline » en langue anglaise et contenant KCI 2,7 m M, NaCI 0,14 M, KH ₂ PO ₄ 1 ,4 mM et Na ₂ HPO ₄ 6,4 mM). De l'argon est mis à barboter dans la solution jusqu'à ce que le dioxygène en soit chassé. Ensuite, par l'intermédiaire d'une contre électrode et d'une électrode de référence au calomel saturé ECS qui plongent dans ladite solution, ont fait varier linéairement le potentiel de l'électrode de travail entre 0 V et -1 V, par rapport à l'électrode de référence, et de manière cyclique avec une vitesse de variation de 50 mV.s ^"1 . On observe alors la croissance du courant mesuré à l'électrode de travail, au fur et à mesure des cycles. Lorsque le courant n'augmente plus, l'électrode de travail est débranchée, sortie de la solution, puis rincée et séchée. Elle peut être conservée à l'abri de l'air, ou dans une solution de PBS, jusqu'à utilisation. On obtient ainsi, un détecteur permettant de détecter la présence d'au moins un ion déterminé dans un échantillon en phase liquide. On décrira ci-après une méthode électrochimique permettant de déterminer au moyen du détecteur précité, une quantité d'ions, essentiellement alcalino-terreux ou de métaux alcalins, et en particulier une quantité d'ions sodium présents dans un liquide biologique.

Ainsi, une électrode de travail obtenue selon l'une des variantes de réalisation précitée et formant alors un détecteur, est disposée à proximité d'une électrode de référence et d'une contre-électrode, les trois électrodes baignant dans une solution à analyser. On fait varier ensuite le potentiel de l'électrode de travail entre 0 mV et - 900 mV par rapport à l'électrode au calomel saturé (ECS), et on enregistre un courant électrique de détection. On utilise pour cela la technique de voltamétrie à vague carrée ou de modulation d'ondes carrées, avec les paramètres de programme suivants : incrément de 2 mV correspondant aux paliers de potentiel, et durée de 100 ms sur chaque palier. L'amplitude de la pulsation est de 50 mV pendant 50 ms et la fréquence est de 12,5 Hz. Deux pics sont alors observés ; un pic principal au voisinage de - 500 mV par rapport à

l'électrode au calomel saturé (/ECS) et un pic secondaire à des valeurs inférieures à -750 mV / ECS. Ainsi qu'on l'expliquera ci-après, dans un deuxième exemple, la position des pics dépend de l'ion et plus précisément du cation présent dans le milieu. Exemple II

Cet exemple II, diffère essentiellement du précédent en ce que le support électro-conducteur est formé d'une couche mince d'un métal précieux, l'or, sur un substrat fait d'un film déformable en matière plastique. En outre, selon cet exemple II on réalise un capteur adapté à détecter la présence des ions sodium en faible quantité dans les produits de sécrétion animale.

Le substrat est une feuille de polyéthylène (PET) flexible préalablement équipée de trois contacteurs électriques, puis recouverte d'un masque d'évaporation. On se reportera à la Figure 1 , montrant une feuille de polyéthylène

10. Une fine couche d'or a été déposée sur une surface de réception rectangulaire centrale 12 de la feuille de polyéthylène 10 par évaporation sous vide. Cette surface de réception rectangulaire centrale 12 a préalablement été équipée d'un premier contacteur électrique. Cette surface de réception 12 recouverte d'or est entourée d'un cadre 14 constitué d'une couche d'un métal conducteur formant ainsi une contre électrode et elle en est séparée par une bordure isolante 16. La feuille de polyéthylène 10 au niveau du cadre 14 a été équipée d'un deuxième contacteur électrique. En outre, une électrode de référence 18 enduite, borde le cadre 14 formant la contre électrode et en est séparée par un espace isolant 20. Cette électrode de référence 18 est réalisée sur le troisième contacteur électrique. Ainsi, un potentiostat 22 est relié de manière classique aux trois électrodes précitées de la feuille de polyéthylène 10 de manière à pouvoir imposer un potentiel entre la surface de réception rectangulaire centrale 12 et la contre électrode 14. Une caractéristique de cette feuille de polyéthylène réside dans sa

flexibilité, qui permet de l'appliquer contre des surfaces courbées plus complexes non nécessairement planes.

La fine couche d'or de la surface de réception rectangulaire centrale 12 est recouverte d'un film de juglone. L'électro-polymérisation est réalisée selon un procédé analogue à celui qui est décrit dans l'exemple I. La solution conductrice est une solution d'acétonitrile dans laquelle est dissoute la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione à une concentration comprise entre 0,01 M et 0,05 M et une quantité de naphtol 10 fois inférieure. La surface de réception correspondant à la surface rectangulaire centrale 12 est recouverte d'un film de polymère en portant la feuille de polyéthylène dans la solution précitée. L'épaisseur du film de polymère est comprise entre 0,1 et 0,4 μm, et elle est contrôlée par l'intermédiaire du potentiostat par un nombre déterminé de cycles de balayage en potentiel.

Ensuite, la feuille de polyéthylène est débarrassée de toute trace de solvant organique, et le film de polyjuglone est activé dans une solution de PBS (tampon phosphate salin, KH ₂ PO ₄ 1 ,4 mM et Na ₂ HPO ₄ 6,4 mM) à pH 7,4 contenant principalement du NaCI (0,14 M) et une quantité de KCI minoritaire (0,0027 M).

On se référera à la Figure 2 montrant les voltamogrammes cycliques de différents ions en solution à la concentration de 70 milli- moles par litre, réalisés à l'aide du capteur électrochimique produit selon le procédé précité. Ainsi, ces voltamogrammes cycliques définissent chacun un espace allongé sensiblement incliné qui s'étend sur environ 0,700 V, d'environ -0,850 V à -0,150 V et qui présente un extremum central. Ainsi, une première courbe (a) correspond à une solution contenant du sodium. On notera que l'extremum central de cette courbe, celui qui est le plus décalé vers les potentiels négatifs, correspond sensiblement à une valeur de différence de potentiel de - 0,5 V et pour une valeur de courant de 2 μA. La deuxième courbe (b) correspondant à une solution contenant du potassium, présente un extremum central décalé sensiblement de 0,1 V vers les potentiels positifs par rapport à l'extremum central de la première

courbe (a), et correspondant à une valeur de courant sensiblement inférieure à 2 μA.

Les troisième (c) et quatrième (d) courbes correspondant respectivement à des solutions contenant du magnésium et du calcium présentent un extremum central décalé encore de 0,1 V vers les potentiels positifs par rapport à l'extremum de la deuxième courbe (b) avec une valeur de courant correspondant, respectivement diminué de 0,25 μA et de 0,5 μA par rapport aux valeurs de courant correspondant aux deux autres extremum centraux. Ainsi, il est montré sur ces courbes, l'influence de la nature des ions

Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ et Ca ²⁺ sur les caractéristiques redox du film de Juglone polymérisée et que le sodium et le potassium réagissent très bien avec le capteur électrochimique ainsi réalisé.

On se référera aussi à la Figure 3, sur laquelle est présenté un graphe montrant l'évolution du courant d'oxydation de la Juglone en fonction de la concentration des quatre ions précités (sodium, potassium, magnésium et calcium) dans le milieu d'analyse. L'augmentation du courant dépend de la quantité et de la nature du cation. Ainsi, on vérifie sur ce graphique que le sodium est le plus sensible par rapport aux autres ions considérés, vis-à-vis du capteur réalisé selon l'invention. En effet, quelque soit la concentration en ions, l'intensité du courant électrique qui traverse le capteur pour la solution contenant du sodium, est toujours supérieure à celle des autres ions.

Ainsi que l'illustre la Figure 4, et comme pouvait laisser de supposer la courbe (a) correspondant au sodium sur la Figure 3, l'intensité du courant électrique mesuré à l'électrode, et sur une gamme de concentration comprise entre 0,01 mole par litre et 1 mole par litre, est proportionnelle au logarithme népérien de la concentration en sodium dans le milieu. Ainsi, on constate que le film de juglone polymérisée constitue un capteur électrochimique extrêmement fiable pour mesurer des concentrations en ions sodium d'un milieu liquide, comprises sensiblement entre 10 ² mole par litre et 10 ° mole par litre.

Exemple III

Cet exemple III illustre la formation d'une monocouche autoassemblée de juglone sur un film d'or, à partir de premiers dérivés de la 5- hydroxy-1 ,4-naphtalenedione, (JugSH) le 3-mercaptobutylthiol-5-hydroxy- 1 ,4-naphtoquinone et le 3-mercaptohexylylthiol-5-hydroxy-1 ,4- naphtoquinone, respectivement de formules (II) et (III) suivantes :

Pour obtenir ces dérivés, on greffe en une seule étape de synthèse, le mercaptoalkylthiol sur la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione en milieu alcoolique. Ainsi, le 3-mercaptobutylthiol-5-hydroxy-1 ,4-naphtoquinone (II) et le 3-mercaptohexylylthiol-5-hydroxy-1 ,4-naphtoquinone (III) ont été synthétisés par addition respectivement du 1 ,4-butanedithiol et du 1 ,6- hexanedithiol sur la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione. Le composé obtenu est ensuite dissout en milieu organique de manière analogue à la 5- hydroxy-1 ,4-naphtalenedione dans les exemples précités.

En revanche, c'est par contact prolongé d'une solution de JugSH avec un support flexible recouvert d'un film que l'on obtient une monocouche de Juglone de quelques nanomètres et non pas un film polymère par électro-synthèse, beaucoup plus épais et de l'ordre du micromètre.

Ainsi, le substrat en polyéthylène formé d'un film du type précité est préparé de façon analogue aux premières étapes de préparation selon l'exemple II et par conséquent, préalablement muni de trois contacteurs électriques de dimension micrométrique puis recouvert d'un masque d'évaporation. De l'or est ensuite déposé sur le support par évaporation sous vide. Le dispositif est ensuite mis en contact avec une solution organique contenant sensiblement 5 mg/mL de JugSH durant 12 à 18 heures. La

monocouche de Juglone obtenue est d'abord rincée par une solution organique puis à l'eau.

Sur la Figure 5 on a représenté l'évolution du courant électrique d'oxydation de la monocouche de Juglone ainsi réalisée et formant capteur, lors d'ajout de quantité croissante de sodium dans la solution à analyser. Le montage du capteur électrochimique baignant dans la solution à analyser et raccordé au potentiostat est analogue au montage réalisé selon l'exemple II. Le courant est alors proportionnel au logarithme népérien de la concentration en sodium du milieu d'analyse pour une gamme de concentration comprise sensiblement entre 10 ³ moles par litre et 10 ^"1 moles par litre.

Exemple IV

Le 3-mercaptoaniline-5-hydroxy-1 ,4-naphtoquinone (JugNH ₂ ), un deuxième dérivé de la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione et de formule (IV) suivante :

permet également de former des films de quelques nanomètres de Juglone via la réduction électrochimique du sel de diazonium correspondant que l'on va expliquer ci-après.

Tout d'abord, le 3-mercaptoaniline-5-hydroxy-1 ,4-naphtoquinone est synthétisé en une seule étape par greffage de 4-aminothiophenol sur la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione en milieu alcoolique. Ensuite, le composé obtenu est dissout dans l'acétonitήle à raison de 5.10 ³ M de JugNH ₂ en présence d'un équivalent de nitrite de sodium NaNO ₂ et d'acide perchlorique HCIO ₄ pour former in-situ dans la solution réactive, le sel de diazonium (V) correspondant. Le substrat en polyéthylène est préalablement muni de trois contacteurs électriques de dimension micrométrique puis recouvert d'un

masque d'évaporation. De l'or est ensuite déposé sur le support par évaporation sous vide pour former le substrat (Sub).

L'ensemble est ensuite plongé dans la solution réactive et cinq cycles sont réalisés en voltamétrie cyclique entre 0 et -1 V. Le sel de diazonium (V) formé dans la solution réactive vient alors réagir sur le substrat selon l'enchaînement des réactions suivantes :

A la suite de ce traitement une couche ultra-mince de Juglone est alors obtenue sur le substrat recouvert d'or (Sub). La monocouche de Juglone ainsi obtenue est d'abord rincée par une solution organique puis à l'eau.

On a représenté sur la Figure 6, l'évolution du courant d'oxydation de la couche ultra-mince de Juglone lors d'ajout de quantités de sodium. L'intensité du courant électrique qui traverse ladite couche est alors proportionnelle à la quantité de sodium présente dans le milieu d'analyse pour une gamme de concentration sensiblement comprise entre 10 ^'2 mole par litre et 1 ,5.10 ^'1 mole par litre.

Ainsi, grâce aux différentes variantes du procédé conforme à l'invention, il est possible d'ajuster la gamme de sensibilité des capteurs ainsi obtenus. Grâce à ces capteurs il est possible de détecter la présence d'ions sodium d'un milieu sur une large gamme de concentration allant de quelques dizaines de μM à 1 M. C'est notamment en faisant varier l'épaisseur du film de Juglone, de plusieurs micromètres dans le cas de l'électro-polymérisation la 5-hydroxy-1 ,4-naphtalenedione, à quelques nanomètres dans le cas d'une monocouche de 3-mercaptoalkylthiol-5- hydroxy-1 ,4-naphtoquinone (JugSH) ou d'une couche ultra-mince de 3- mercaptoaniline-5-hydroxy-1 ,4-naphtoquinone (JugNH ₂ ).

L'invention s'applique tout particulièrement à la détection du sodium dans les liquides biologiques et en particulier la sueur puisque la gamme de concentration du sodium est alors voisine de 50.1CT ³ mole par litre pour un individu sain. En outre, le procédé de production du capteur selon la présente invention est relativement simple, et utilise une matière première peu coûteuse, la Juglone.

La sélectivité du capteur repose sur les propriétés de la Juglone sur laquelle vient se complexer les cations présents en solution lorsqu'elle est sous sa forme réduite. Plus le cation présente une masse atomique élevée plus il est volumineux et plus la constante de complexation est importante. La conséquence de cette affinité particulière est un ralentissement de la vitesse des réactions redox et un déplacement des potentiels redox dépendant de la nature de l'ion présent dans la solution. Ces caractéristiques particulières permettent de discriminer la présence de sodium dans un mélange complexe d'ions sans l'utilisation de molécules spécifiques qui nécessitent des étapes de synthèses coûteuses ou de réaliser des membranes sélectives.