Thèse Magnétophorèse de Nanoparticules en Microfluidique pour Applications aux Technologies Médicales H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal Laboratoire de recherche : Laboratoire de Génie Electrique Direction de la thèse : Orphée CUGAT ORCID 0000000291167572 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Le projet consiste en l'implémentation d'un transport magnétique -magnétophorèse- de nano-particules magnétiques à travers différents milieux fluidiques. L'objectif est de transporter des biomolécules présentes dans un échantillon biologique, au sein d'une unique puce microfluidique en une simple étape, sans actionnement fluidique (ni valves ni pompes), ni manipulation de liquide (outre le pipetage initial);
Cette technologie de transfert exploite une technologie de capture de nanoparticules super-paramagnétiques sur un substrat magnétique micro-patterné (définissant des zones de gradients magnétiques localisés), puis leur déplacement par l'application d'un champ magnétique homogène extérieur tournant.
Le défi technologique consiste à transférer les nanoparticules, le long d'une chambre fluidique allongée, depuis un milieu liquide vers l'autre, sans que ces milieux ne se mélangent Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une collaboration pérenne entre les laboratoires grenoblois G2Elab et LMGP avec l'institut Néel, l'Institute for Advanced Biotechnologies (IAB).
Nous explorons et développons des technologies innovantes appliquées actuellement au diagnostic biomédical portable et robuste, notamment en collaboration avec la startup MagIA Diagnostics issue de nos laboratoires Objectif : implémenter une technologie innovante de transfert de biomolécules en milieu fluidique
Une première preuve de concept fonctionnelle a été réalisée. Il s'agit désormais de pérenniser ces résultats prometteurs, en optimisant les conditions expérimentales. Le magnétisme présente l'avantage d'exercer des forces à distance sans échauffement de l'échantillon par effet Joule. La magnétophorèse permet ainsi le transport de molécules d'intérêt en s'affranchissant de tout actionnement fluidique (pompe, valves...) et de la manipulation de liquides. Les avantages de la taille submicronique des particules résident dans une interaction accrue avec le milieu comprenant la molécule d'intérêt, grâce à une sédimentation limitée ainsi qu'une diffusivité et un rapport surface-sur-volume augmentés. De forts gradients magnétiques sont nécessaires afin de manipuler efficacement ces particules dont le volume magnétique est faible. Ces gradients peuvent être obtenus en utilisant des substrats de micro-aimants tels ceux développés par l'entreprise MagIA
diagnostics pour les tests immunologiques à fluorescence localisée. La technologie originale proposée dans ce projet permet la manipulation contrôlée de nanoparticules sur substrat micro-magnétique grâce à une modulation d'un champ magnétique extérieur. De cette façon, il est possible de transporter les nanoparticules entre différents compartiments fluidiques contenant des milieux liquides qui ne doivent pas se mélanger.