Accès direct au contenu

SATIE

Version anglaise

aide

Accueil > La Recherche > Pôle SIAME > Instrumentation et Imagerie

BIOMIS / Axe Biopuce à cellules

Etude de l'interaction cellules / champ électrique sur puces

Mots clés : Nanoporation, électrofusion, diélectrophorèse, électrorotation, tri cellulaire

La miniaturisation des dispositifs permise par l'utilisation des micro et nanotechnologies donne accès à des conditions extrêmes en terme d'amplitude ou de gradients de champ électrique, de confinement fluidique, et la possibilité de concevoir des dispositifs adaptés à l'échelle cellulaire. Ces différents facteurs nous amènent à concevoir des microsystèmes fluidiques utilisant le champ électrique comme vecteur principal pour interagir avec le vivant à l'échelle de la cellule unique.


Electroporation et la nanoporation

l'application d'impulsions de champ électrique permet de manipuler la membrane plasmique des cellules. Les processus mis au point d'électro-perméabilisation (ou d'électroporation) permet ainsi de faire rentrer dans les cellules des molécules qui sont en principe incapables de franchir la membrane cellulaire. Par ailleurs, les derniers développements en électronique de puissance (assurant des impulsions de tensions extrêmement courtes (quelques nanosecondes) et très intenses (qq kV)), couplés aux bio-microsystèmes que nous développons permettent d'atteindre des impulsions électriques extrêmes (quelques centaines de kV/cm).

L'équipe BIOMIS est ainsi spécialiste de la conception de micro-dispositifs fluidiques permettant de mettre en œuvre ces sollicitations de champs sur les cellules pour en étudier les effets en temps réel et participer à leur compréhension qui reste à ce jour mal connue. De telles impulsions de champ permettent également d'affecter les membranes intracellulaires.


Sélection de publications sur ce thème


Electrofusion cellulaire

le champ électrique peut permettre le rapprochement et le contact deux à deux de cellules et leur fusion membranaire (principe de l'électrofusion). L'équipe BIOMIS travaille sur l'utilisation des microtechnologies pour la conception de bio-microsystèmes permettant de mettre en œuvre le processus d'électrofusion en vue de le contrôler à l'échelle cellulaire pour en augmenter le taux de réussite et la qualité en comparaison de systèmes commerciaux actuels. Les micro et nanotechnologies permettent d'envisager une parallélisation massive du procédé.


Sélection de publications sur ce thème


Impédancemétrie cellulaire sur puce

l'équipe travaille sur la caractérisation de systèmes biologiques (tissus/cellules/systèmes membranaires) en réponse à des stimuli électriques aux travers des paramètres électriques qui les caractérisent. La modélisation du système biologique avec une approche électrique (modèle de Fricke, de Cole-Cole en première approche) permet d'avoir une meilleure compréhension des phénomènes observés ainsi qu'un suivi suite à une succession de sollicitations : effet des sollicitations électriques sur la viabilité cellulaire, sur la perméabilité de la membrane externe, effets induits sur les composés intracellulaires, dynamique de fusion membranaire.

L'équipe a conçu une plateforme microfluidique permettant la capture et la caractérisation électrique d'une cellule unique par électro-rotation. La cellule est 1) capturée par une onde de champ stationnaire,  entraînée en rotation par un champ électrique à onde progressive, et caractérisée en temps réel lors d'une sollicitation impulsionnelle.

expérience d'électrorotation


Tri cellulaire sur puce

le champ électrique agit différemment sur les différents types cellulaires. L'équipe, en collaboration avec le CEA LETI conçoit des puces dédiées au tri ou à la capture cellulaire, jouant également sur les différences de polarisabilité dans un champ électrique alternatif (forces de diélectrophorèse, électrorotation). Dans ce cadre un dispositif destiné à la capture de pathogènes dans le sang a été réalisé.
Sélection de publications sur ce thème


Animateur

Publications