Microfluidique pour la détection biomimétique de pathogènes dans l’air // Microfluidics for biomimetic detection of airbone pathogens

L’air représente une voie de contamination difficile à contrôler par laquelle de nombreux agents biologiques, biochimiques ou chimiques peuvent affecter les populations et le personnel soignant. Les approches de détection usuelles, qu’il s’agisse de qPCR, de tests antigéniques ou de tests ELISA, reposent toutes sur l’emploi de réactifs spécifiques aux agents recherchés. Ces approches sont par conséquent inadaptées pour détecter un pathogène inconnu dont pourrait résulter une nouvelle pandémie. Face à de tels agents inconnus, de nouveaux capteurs liés au vivant seront nécessaires pour distinguer ce qui peut être pathogène de ce qui ne devrait pas l’être. Et ceux-ci devront être miniatures pour être déployés.

La thèse proposée vise à explorer, au moyen d’un nouveau système microfluidique, des approches originales pour mener une telle détection sans a priori. En s’appuyant sur l’expérience et les développements du laboratoire, il s’agira notamment de :
- mettre au point de nouveaux matériaux et designs permettant d’optimiser et enchaîner les prélèvements de bioaérosols ;
- développer une biopuce biomimétique et optimiser les rencontres moléculaires au moyen de micro-écoulements pilotés à micro/milli échelles.

Vous concevrez ainsi une carte microfluidique intégrant de nouvelles stratégies de détection puis étudierez expérimentalement celles-ci en vous appuyant sur les prototypes développés au laboratoire.

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Air represents a complex contamination pathway that is difficult to control and through which numerous biological, biochemical, or chemical agents can affect populations and healthcare workers. Standard detection approaches, whether qPCR, antigen tests, or ELISA tests, rely on reagents specific to known and targeted agents. These approaches are therefore unsuitable for detecting an unknown pathogen that could result in a new pandemic. To face such unknown agents, new biosensors will be needed to distinguish between pathogenic and non-pathogenic agents. Also, these sensors will have to be miniature for deployment.

With a new microfluidic system the present project aims to explore original approaches for conducting such detection without preconceived notions. Based on the laboratory's experience and developments, the PhD will include :
- developing new materials and designs to optimize and to enable multiple bioaerosol sampling;
- developing a biomimetic biochip and optimize molecular interactions using microflows controlled at the micro/milliscale.

You will design a microfluidic card integrating new detection strategies and study them experimentally using prototypes already developed in the laboratory.
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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 Microsystèmes pour l'Intéraction avec le Vivant
Laboratoire : Laboratoire Systèmes Microfluidiques et Bio-Ingénierie
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Ingénierie - Matériaux - Environnement - Energétique - Procédés - Production (IMEP2)
Directeur de thèse : DAVOUST Laurent
Organisme : UGA
Laboratoire : Grenoble INP - UMR 5266 - Science et ingénierie des matériaux et des procédés (SIMAP)
URL : https://www.researchgate.net/profile/Jean-Maxime-Roux
URL : https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/infrastructures-de-recherche/plateforme-micro-nanotechnologies-sante.aspx

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : SErvice des Microsystèmes pour l'Intéraction avec le Vivant

physique, sciences des matériaux