Conception et réalisation de bio-capteurs électromagnétiques pour l'analyse cellulaire aux fréquences micro-ondes

par Claire Dalmay

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de Pierre Blondy et de Arnaud Pothier.

Soutenue en 2009

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Biocapteurs
• Cellules cancéreuses
• Diélectriques
• Microélectronique
• Spectroscopie

Résumé

Les récentes avancées en microélectronique ainsi que les importants besoins dans le domaine biomédical suscitent actuellement un vif intérêt pour l’étude de bio-capteurs dont la miniaturisation permet de travailler proche de l’échelle cellulaire. Une analyse rapide et précise de tels éléments biologiques devient alors possible avec une sensibilité accrue. Ainsi, ces travaux de thèse concernent la mise au point de micro bio-capteurs innovants basés sur une méthode de détection électrique, sans marquage, aux fréquences micro ondes. Entre autres, nous démontrons l’intérêt d’utiliser des résonateurs ou filtres microondes planaires comme dispositifs d’étude de cellules uniques et nous développons une méthode de bio-détection originale permettant de discriminer différents types cellulaires en fonction de leur propriétés diélectriques. L’étude de cellules souches cancéreuses est aussi débutée et démontre le fort potentiel des capteurs développés pour les applications de tri cellulaire.

Titre traduit

Conception and realisation of electromagnetic biosensors for cell scale analysis at microwave frequencies

Résumé

Recent progress in micro technologies and important needs in biomedical field have risen up a great interest in the development of miniaturized biosensors for cell scale analysis. Sensibility of such devices is enhanced allowing one single cell analysis. This work deals with the development of new micro biosensors based on an electronic bio detection method, for label free cell scale analysis using microwave frequencies. The interest in using planar microwave resonators or filters for the analysis is demonstrated. An original bio detection method has been developed allowing analysis at one single cell scale and leading to discriminate different cell types thanks to their own dielectric parameters. Study on cancerous stem cells has been also begun proving the high potential of fabricated biosensors for accurate cell sorting.