Mesure optique intradermique via des microaiguilles instrumentées // Optical intradermal sensing via instrumented microneedles

Le cortisol, joue un rôle central dans la régulation du cycle circadien et dans de nombreux processus physiologiques essentiels tels que le métabolisme énergétique et la réponse immunitaire. La surveillance conventionnelle du cortisol repose sur des prélèvements sanguins ou salivaires ponctuels, qui ne reflètent pas fidèlement la dynamique temporelle de sa sécrétion. Il devient donc nécessaire de développer des approches innovantes permettant une mesure continue, peu invasive et fiable de la concentration de cortisol chez les patients.
Le projet doctoral vise à développer une instrumentation originale optique couplée à des microaiguilles fonctionnalisées avec des aptamères fluorescents pour le suivi de cortisol intradermique, de manière continue, minimalement invasive et sans prélèvement. Dans ce cadre, le doctorant aura pour mission de concevoir et de dimensionner les futures microaiguilles optiques destinées à la détection du cortisol. De mettre en place des dispositifs expérimentaux nécessaires à la caractérisation des microaiguilles optiques fabriquées au sein du département et de tester les performances des microaiguilles dans un environnement représentatif. Enfin, le doctorant développera une méthodologie complète de traitement et d’analyse des données afin d’identifier les paramètres clés permettant d’établir un lien quantitatif entre les signaux collectés et la concentration en cortisol. L’ensemble de ces travaux contribuera à la mise au point d’un dispositif de mesure innovant basé sur les technologies de rupture d’émission et de détection optiques disponibles au CEA-LETI, combinant précision, sensibilité, compacité et donc compatibilité avec une utilisation in vivo.

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Cortisol plays a central role in regulating the circadian cycle and in many essential physiological processes such as energy metabolism and immune response. Conventional monitoring of cortisol relies on single blood or saliva samples, which do not accurately reflect the temporal dynamics of its secretion. It is therefore necessary to develop innovative approaches that enable continuous, minimally invasive, and reliable measurement of cortisol concentration in patients.
The doctoral project aims to develop an original optical instrumentation system coupled with microneedles functionalized with fluorescent aptamers for continuous, minimally invasive intradermal monitoring of cortisol without the need for sampling. Within this framework, the PhD candidate will be responsible for designing and sizing the future optical microneedles intended for cortisol detection. They will set up the experimental systems required to characterize the optical microneedles fabricated within the department and test their performance in a representative environment. Finally, the PhD candidate will develop a comprehensive data processing and analysis methodology to identify the key parameters that establish a quantitative relationship between the collected signals and cortisol concentration. Altogether, this work will contribute to the development of an innovative measurement device based on cutting-edge optical emission and detection technologies available at CEA Leti, combining precision, sensitivity, compactness, and thus compatibility with in situ use.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : Service des sYstèmes de Mesure pour la Santé
Laboratoire : Plateforme de REcherche en Systèmes de Mesure pour la Santé
Date de début souhaitée : 01-09-2026
Ecole doctorale : Cultures, Sociétés et Territoires (CST)
Directeur de thèse : CLAVERIE Damien
Organisme : Institut de Recherche Biomédicale des Armées
Laboratoire : Unité de Neurophysiologie du Stress
URL : https://www.linkedin.com/in/guillaume-blanquer-biophotonic/

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : Service des sYstèmes de Mesure pour la Santé

Bac +5 en Physique / Optique / Photonique / Biophotonique