Microfluidique pour l'évolution dirigée d'enzymes

par David Van Assche

Projet de thèse en Physico-Chimie de la Matière Condensée

Sous la direction de Jean-Christophe Baret.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde) , en partenariat avec Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac) (laboratoire) et de Biotechnologies (equipe de recherche) depuis le 13-05-2019 .


  • Résumé

    Il n'existe pas d'analyse rationnelle du débit pouvant être obtenue sur une puce microfluidique. La plupart des systèmes sont conçus sur la base de l'expérience et le manque de compréhension de la physique sous-jacente limite le développement de systèmes techniques optimisés. L'objectif est de développer une conception rationnelle des microsystèmes dans trois directions: (1) L'optimisation des rendements grâce à une conception rationnelle. (2) Parallélisation des microsystèmes pour toutes les opérations: production, détection, fusion et tri des gouttelettes. (3) Optimisation des stratégies expérimentales pour la détection d'événements extrêmement rares. (4) Optimisation du surfactant et des formulations pour la microfluidique. En (1), nous aborderons les principes fondamentaux de l'activation de gouttelettes dans des champs électriques. En (2), nous allons améliorer les débits grâce à la parallélisation, en utilisant des modules microfluidiques standard dotés de capacités de paralellisation haut de gamme. En (3), nous aborderons l'optimisation des procédures expérimentales globales. Par exemple, lorsque des événements rares sont présents dans une population donnée, l'analyse des gouttelettes une par une sera très inefficace, car la plupart des gouttelettes conduiront à une lecture négative.

  • Titre traduit

    Droplet-based microfluidics for directed evolution of enzymes


  • Résumé

    To date, there is no rational analysis of the throughput that can be obtained on a microfluidic chip. Most of the systems are designed based on experience and the lack of understanding of the underlying physics limits the development of optimised technical systems. Tha aim is to develop a rational design of microsystems in three directions: (1) Optimisatation of throughputs through rational design. (2) Parallelization of microsystems for all operations: droplet production, detection, fusion and sorting. (3) Optimisation of experimental strategies for the detection of extremely rare events. (4) Optimisation of surfactant and formulations for microfluidics. In (1) we will address the fundamentals of droplet actuation in electric fields. In (2), we will improve throughputs through parallelitzation, using standard microfluidic modules with high-end paralellization capabilities. In (3), we will address the optimisation of overall experimental procedures. As an example, when rare events are present in a given population, analysing droplets one by one will be very inefficient as most of the droplets will lead to a negative readout.