Fonctionnalisation de surface et intégration de colloïdes par assemblage dirigé

par François-Damien Delapierre

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Louis Viovy.

Soutenue en 2012

à Paris 6 .


  • Résumé

    Nous présentons des procédés de fonctionnalisation de surface par assemblage dirigé de colloïdes en suspension. La motivation de ce projet est de montrer que des techniques simples fondées sur des phénomènes de démouillage de suspensions colloïdales permettent de diriger le dépôt de particules sur des surfaces structurées, de façon déterministe avec une résolution micrométrique. L’objectif de ces travaux est de développer une technique de structuration simple, polyvalente et utilisable en routine. Deux verrous technologiques majeurs ont été levés : d’une part l’optimisation des paramètres d’assemblage a permis d’étendre considérablement les vitesses d’assemblage et d’autre part, l’optimisation des structures de capture à rendu possible le multiplexage des dépôts et la création de réseaux imbriqués de particules de types différents. Ce processus a été appliqué avec succès à des particules magnétiques. Ces particules fixées à la surface peuvent servir de points d’ancrage pour des colonnes magnétiques. Plusieurs exemples d’applications telles que la capture de cellules au sein de liquides biologiques, la fabrication de micro-flagelles artificielles, ou de micro-capteurs de force ont été développées. Ces techniques ont également été adaptées pour l’assemblage de cellules, de levures et de bactéries sur des surfaces. Cela a conduit au développement de substrats de capture et de mise en culture permettant la création de réseaux constitués de plusieurs types de cellules précisément localisées

  • Titre traduit

    Surface patterning and integration of colloids by directed assembly


  • Résumé

    We present here a surface patterning process based on the directed assembly of colloids in a suspension. The technique uses a suspension drop which is dragged along a surface with or without structures. Due to capillary or hydrodynamic forces, colloids self-organize on the surfaces. This directed assembly process has been successfully used for the organization of particles at high speed. We focused our interest on the capture of magnetic particles that can be used as anchor points for the formation of magnetic columns. We developed several applications dedicated to the capture of cells in biological fluids, the fabrication of artificial microcilia and the development of force sensors. In the latter case, the stiffness of magnetic columns has been measured depending on several parameters, allowing us to estimate the forces acting on them by monitoring their deflection. These assembly techniques have been extended to the capture and deposition of yeasts or bacteria cells on surfaces. In the case of mammalian cells, specific patterns were designed for the selective trapping of colloids, thus allowing the creation of imbricated networks of different populations of particles. When functionalized with antibodies, these particles can induce the capture of a specific cell type. Such networks of particles can be used to create complex cells assemblies with precise localization

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Informations

  • Détails : 1 vol. (168 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-168. 156 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
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  • Cote : T Paris 6 2012 383
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