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Thèse

Visualisation de la thèse: THE217

Thèse 2019

K.GRENIER

MH2F

MNBT

Microsystèmes, Micro-ondes, micro-capteur, hyperfréquences, cellulaire, Analyse

Développement d’un microsystème d’analyse de micro-tissus par spectroscopie diélectrique micro-onde

Contexte.

Les ondes électromagnétiques radiofréquences (RF), et notamment la spectroscopie diélectrique micro-ondes (MDS), constituent une méthode attrayante et innovante pour caractériser des matériaux de manière non destructive et non invasive. Des études telles que la mesure de la teneur en humidité à l'échelle macroscopique en agronomie (1-2), la détection de l'eau dans les sols et, plus récemment, l'analyse cellulaire non destructive et sans marquage (3-4) ont été développées avec succès. Cette technique d’analyse permet en effet d’étudier de façon non invasive et non destructive des cellules directement dans leur milieu de culture grâce à leurs propriétés diélectriques. Ceci peut être réalisé à des échelles variées, que ce soit à l’échelle du tissu, de suspensions de cellules jusqu’à l’analyse de cellules individuelles. Or il existe une échelle intermédiaire non encore abordée avec une telle technique d’analyse, celle des micro-tissus, modèle biologique in vitro fortement prisé car se rapprochant des problématiques rencontrées in vivo. Il s’agit d’amas de cellules agrégées entre elles, qui présente différents gradients, tant en composition qu’environnemental.  

 

Objectif de travail: 

Les travaux de thèse visent donc à étendre les capacités d’analyse cellulaire par spectroscopie diélectrique micro-onde à cette nouvelle échelle, celle des micro-tissus.

Ainsi, il conviendra de concevoir des micro-dispositifs hyperfréquences à l’aide de simulation électromagnétiques pour assurer la détection diélectrique de micro-tissus, d’établir une technologie adaptée aux dimensions et aux conditions environnementales requises pour l’analyse de cellules vivantes et maintenues dans un stade de prolifération normale. Enfin, une métrologie adaptée sera à mettre en place et à évaluer avec des modèles au départ simplifiés pour atteindre au final l’analyse reproductible et caractérisée en sensibilité de micro-tissus de constitution diverse.  

 

Ce projet combine des compétences interdisciplinaires dans les domaines des radiofréquences, des micro-nanotechnologies et de la biologie pour développer une métrologie RF miniature adaptée à l'analyse de micro-tissus.

 

Le projet bénéficie de tous les équipements RF requis, d’une salle blanche et installation de culture cellulaire du LAAS-CNRS et de l’équipe MH2F.

 

Profil du candidat :Le candidat devra présenter un cursus académique en génie électrique ou physique, avec un intérêt marqué pour les recherches interdisciplinaires. 

 

Localisation :LAAS-CNRS, équipe MH2F, Toulouse. L'équipe Micro nanosystèmes HyperFréquences Fluidiques -MH2F- est localisée au LAAS à Toulouse, un laboratoire du CNRS qui possède l’une des 5 centrales de micro- et nano-technologies majeures de France. Son expertise porte sur la miniaturisation des systèmes radiofréquences ainsi que sur l'exploitation des signaux RF pour de nouveaux systèmes d'analyse biologique à l'échelle cellulaire et moléculaire. L'équipe est fortement impliquée dans le comité dédié aux "Effets biologiques et applications médicales des ondes RF et micro-ondes" de la société IEEE Microwave Theory and Techniques. Les compétences techniques des membres de l’équipe MH2F couvrent les domaines de la conception et la métrologie radiofréquences ainsi que ceux des micro et nanotechnologies.

 

Informations complémentaires

Durée: 3 ans; début 1 Oct. 2019

(1) S. Trabelsi et al., IEEE T-Inst. And Meas. 2001, 50, 4, 877-881.

(2) S. Trabelsi et al., IEEE T-Inst. And Meas. 2007, 56, 1, 194-198.

(3) K. Grenier et al., IEEE T-MTT 2013,61, 5, 2023-2030.

(4) F. Artis et al., IEEE Microwave Magazine, IEEE Microwave Mag. 2015, 5, 87-96.

 

Pour obtenir des informations complémentaires, contactez le responsable à cette adresse: