Thèse « Stratégie de capture multi-cibles pour analyses au sein d'un nouveau microsystème fluidique » H/F

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La recherche de bio marqueurs et de pathogènes dans des échantillons biologiques ou issus de notre environnement est généralement réalisée dans des laboratoires d’analyse médicale. Dans ce cadre leur identification repose sur de nombreuses manipulations et au moyen d’instruments dédiés. Pour mener de telles analyses automatiquement, plus rapidement, et au plus près des sites de prélèvements, des microsystèmes fluidiques peuvent être opportunément développés. Mais ceux-ci sont généralement limités par la préparation des échantillons recueillis in situ. De plus la phase de détection au sein d’un biocapteur, lorsqu’elle repose sur une réaction de capture anticorps-antigène, peut être difficile à optimiser. Si l’approche qui consiste à fonctionnaliser une paroi pour capturer des molécules ou des particules en écoulement dans un micro canal paraît simple au premier regard, les résultats ne sont pas toujours à la hauteur des attentes. D’un côté, la capture de biomolécules est un problème de convection-diffusion ; d’un autre côté, la capture de particules telles que cellules ou microorganismes en écoulement doit prendre en compte les distributions de pression sur celles-ci. Il n’est donc pas trivial de satisfaire toutes les contraintes simultanément et de concevoir un microsystème d’analyse qui permette la détection optimale aussi bien de microorganismes que de macromolécules. Ainsi le sujet de thèse proposé s’inscrit dans un projet d’étude de capture et concentration de tout type de cibles biologiques et biochimiques - à savoir microorganismes, vésicules et macromolécules - au sein de microsystèmes fluidiques pour dégager des critères de dimensionnement optimaux de ceux-ci. Le sujet s’inscrit ainsi dans la maîtrise de tests d'analyses biologiques au sein de nouveaux micro systèmes compacts et autonomes qui permettent la détection de pathogènes et allergènes à l’état de traces dans diverses matrices environnementales et biologiques. Le laboratoire recherche pour ce projet un(e) étudiant(e) motivé(e) par un travail expérimental en microfluidique sous-tendu par une compréhension fine des phénomènes physiques en jeu. Dans le cadre de cette thèse vous aurez comme missions principales de : • Etudier les modèles de capture de microorganismes et macromolécules publiés dans la littérature scientifique ; • Simuler la concentration de microorganismes et macromolécules sur des surfaces fonctionnalisées de complexité croissante ; • Etudier par la simulation et la microPIV des écoulements au sein de microsystèmes fluidiques ; • Développer un système microfluidique ; • Mettre en place un banc de caractérisation expérimental pour quantifier les phénomènes attendus.

La thèse de doctorat proposée se déroulera à Grenoble au sein du laboratoire « Systèmes microfluidiques et Bio-ingénierie » LSMB du Département Technologies pour la Biologie et la Santé (DTBS) au LETI, en collaboration avec le laboratoire Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMaP). Le LSMB développe des systèmes microfluidiques permettant d'intégrer des protocoles biologiques pour l'émergence de dispositifs « point of needs », ainsi que des organes sur puces. Ces développements reposent sur une complémentarité de compétences dans les domaines de la physique, de la microfluidique et de la biologie, ainsi que sur des plateformes en micro-fabrication et biologie au niveau de l'état de l'art. En outre, le laboratoire LSMB adresse des problématiques en nano médecine visant à concevoir de nouvelles stratégies bio-thérapeutiques. Le laboratoire SIMaP apportera son expertise en microfluidique multiphysiques.

Le laboratoire recherche un(e) étudiant(e) bac+5 motivé(e) par un travail expérimental en microfluidique sous-tendu par une compréhension fine des phénomènes physiques en jeu. Parmi les différents atouts appréciés (pas tous obligatoires) pour candidater à la thèse proposée, on peut citer par exemple : des connaissances en microfluidique ou hydrodynamique ou bien encore une culture biologie moléculaire ou sur les tests immunologiques. Des compétences en physique expérimentale ou en simulation numérique des écoulements sont également un plus pour candidater au sujet proposé. Au-delà des compétences techniques sont attendus de la rigueur, des qualités de rédaction et de communication, un bon sens de l'organisation et du travail en équipe. Sont mis à disposition un atelier de micro-usinage et les logiciels SolidWorks, COMSOL. L'encadrement sera réalisé par Jean-Maxime ROUX (CEA) et Laurent DAVOUST (SIMaP). Si cette thèse vous intéresse, veuillez adresser votre candidature : • Mail : jean-maxime.roux@cea.fr • Page personnelle du tuteur : www.researchgate.net/profile/Jean-Maxime_Roux Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Le poste est basé à Grenoble.

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