Approche multimodale label-free pour l'évaluation quantitative de la viabilité cellulaire par imagerie hyperspectrale et bio-impédance sur puce microfluidique // Multimodal label-free approach for quantitative assessment of cellular viability using hypers

L'évaluation de la viabilité cellulaire constitue un enjeu majeur en biologie cellulaire et en recherche biomédicale, notamment dans les domaines du criblage pharmacologique et des thérapies cellulaires. Les méthodes conventionnelles reposent principalement sur des tests destructifs ou des marquages fluorescents, limitant le suivi des cultures cellulaires.

Les approches label-free représentent une alternative prometteuse. L'imagerie hyperspectrale (HSI) permet d'extraire des signatures optiques liées à l'état morphologique et métabolique des cellules, tandis que l'analyse de bio-impédance électrique (BIA) fournit des informations complémentaires sur leurs propriétés électriques intracellulaires. Dans ce projet, les mesures de bio-impédance sont réalisées au sein d'une puce microfluidique instrumentée intégrant des micro-électrodes.

Bien que l'HSI et le BIA aient démontré individuellement leur potentiel pour l'évaluation label-free de la viabilité cellulaire, leur intégration conjointe dans un dispositif microfluidique de type lab-on-a-chip demeure encore peu explorée. Cette thèse vise à développer une approche multimodale, non destructive et interprétable, combinant mesures optiques et électriques sur une même puce.
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Cell viability assessment is a major challenge in cell biology and biomedical research, particularly in the fields of drug screening and cell-based therapies. Conventional methods mainly rely on destructive assays or fluorescent labeling, which limit continuous monitoring of cell cultures.

Label-free approaches represent a promising alternative. Hyperspectral imaging (HSI) enables the extraction of optical signatures related to the morphological and metabolic state of cells, while bioelectrical impedance analysis (BIA) provides complementary information about their intracellular electrical properties. In this project, bioimpedance measurements are performed within an instrumented microfluidic chip integrating microelectrodes.

Although HSI and BIA have individually demonstrated their potential for label-free cell viability assessment, their combined integration into a microfluidic lab-on-a-chip device remains largely unexplored. This PhD project aims to develop a multimodal, non-destructive, and interpretable approach that combines optical and electrical measurements on a single chip.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Lorraine

77 IAEM - INFORMATIQUE - AUTOMATIQUE - ELECTRONIQUE - ELECTROTECHNIQUE - MATHEMATIQUES

Le/la candidat(e) devra être titulaire d'un Master 2 en : EEA dans le domaine de l'Électronique, Instrumentation, Imagerie biomédicale, Traitement du signal et des images. Le/la candidat(e) devra disposer des compétences suivantes : Solides bases en instrumentation électronique, systèmes de mesure et acquisition de données Bonnes compétences en traitement du signal et traitement d'image Maîtrise d'au moins un environnement de programmation scientifique (Python ou MATLAB) Notions en apprentissage automatique / intelligence artificielle Des connaissances en optique (imagerie) seront particulièrement appréciées.
The candidate must hold a Master's degree (MSc, equivalent to Master 2) in: Electrical Engineering (EEA – Electronics, Electrical Engineering and Automation), with a specialization in: Electronics, Instrumentation, Biomedical Imaging and Signal and Image Processing The candidate should have the following skills: Strong background in electronic instrumentation, measurement systems, and data acquisition Good skills in signal processing and image processing Proficiency in at least one scientific programming environment (Python or MATLAB) Basic knowledge of machine learning / artificial intelligence Knowledge in optics (imaging) will be particularly appreciated.