Développement d’un système combinant un capteur HF et une structure fluidique imprimée en 3D pour mesurer les propriétés diélectriques de sphéroïdes en condition physio

Contexte :

Un capteur à guide d'ondes coplanaire (CPW) accompagné d’une caractérisation diélectrique expérimentale ont été développé par l'équipe spécifiquement pour étudier ces types d'objets biologiques. Le capteur possède une structure fluidique qui permet de garder le sphéroïde dans son milieu de culture pendant la mesure diélectrique. Cette structure est entièrement fabriquée en salle blanche, ce qui est long, hasardeux et couteux. Sa construction pourrait donc être améliorée pour gagner en robustesse et en facilité d’utilisation grâce à une intégration du capteur CPW dans une structure fluidique fabriquée en impression 3D. Cette structure pourra ensuite être plus adaptée à la complexification du capteur notamment en développant un capteur pouvant réaliser des mesures de plusieurs sphéroïdes simultanément.

Le travail de thèse :

Le travail demandé est le développement et la réalisation d’un démonstrateur fonctionnel composé d’une structure fluidique imprimée en 3D, d’un capteur HF basé sur un guide d’onde coplanaire fabriqué en salle blanche et d’une lamelle de verre permettant l’observation de l’objet biologique 3D par microscopie. Un premier design a été réalisé et a permis de mettre en lumière les premiers points à améliorer. Ce travail de thèse est donc découpé en plusieurs phases cycliques permettant d’obtenir des résultats tout en améliorant le dispositif à chaque itération : Conception, fabrication, caractérisation et re-conception pour améliorer et complexifier le dispositif.

Ce projet s’inscrit dans le but de réaliser des expériences de suivi des paramètres diélectriques d’objets biologiques en 3D dans des conditions de survie cellulaire. Associé à un système d’imagerie adaptée au suivi dans un incubateur il sera possible de simultanément suivre visuellement et diélectriquement les sphéroïdes analysés de façon à améliorer notre compréhension diélectrique de ces objets d’étude et de se rapprocher de l’utilisation de la SDM en médecine personnalisée

LAAS-CNRS, équipe MH2F, Toulouse, France. L'équipe Micro-nanosystèmes HyperFréquence et Fluidique -MH2F- est située au LAAS à Toulouse, laboratoire du CNRS, qui possède l'une des 5 plus grandes salles blanches académiques de micro et nanotechnologies de France. Son expertise couvre la miniaturisation des systèmes RF ainsi que l'exploitation de signaux RF pour de nouveaux systèmes d'analyses biologiques au niveau cellulaire et moléculaire. L'équipe est fortement impliquée dans le comité dédié « Biological Effect and Medical Applications of RF and Microwave » de l'IEEE Microwave Theory and Techniques Society. Les compétences techniques des membres de l'équipe MH2F couvrent les domaines de la conception RF, des systèmes d'exposition, de la métrologie, ainsi que des micro et nanotechnologies.

Master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur.

Formation sur l’un des domaines suivants : chimie des matériaux, électronique, mesure physique, techniques d’impression 3D ou biologie.

Intérêt pour la multidisciplinarité indispensable.