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1. Structural changes of Chlamydomonas reinhardtii cells during lipid enrichment and after solvent exposure

Author: Filipa Lopes, Pierre Bodénès, Olivier Français, Dominique Pareau, Bruno Le Pioufle, Sakina Bensalem, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux - 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Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris
Subjects: 0301 basic medicine, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Cell, Chlamydomonas reinhardtii, Context (language use), lcsh:Computer applications to medicine. Medical informatics, law.invention, Cell wall, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Confocal microscopy, law, Lipid droplet, medicine, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, lcsh:Science (General), Multidisciplinary, biology, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Extraction (chemistry), [ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, biology.organism_classification, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, chemistry, Biophysics, lcsh:R858-859.7, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Solvent exposure, lcsh:Q1-390
Abstract: International audience; Data are related to Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) observations of lipid-enriched Chlamydomonas reinhardtii cells under different conditions. Firstly, the impact of stress conditions (nitrogen starvation) on the cell wall structure is assessed. Secondly is described the effect of solvents, in the context of lipid extraction, on the microalga's cell, particularly its lipid droplets, in the perspective of understanding the mechanisms behind solvent extraction of lipids. Furthermore, the role of the cell wall as a barrier to the solvent extraction action is highlighted.
Published: 2018
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2. Micro-ring disc ultramicroelectrodes array for direct detection of NO-release from S-nitrosoglutathione

Author: Laurent Griscom, Florence Razan, Fethi Bedioui, Loan To Thi Kim, Aurélie Girard, Sophie Griveau, Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - 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Rennes ( INSA Rennes ) -CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Unité de pharmacologie chimique et génétique et d'imagerie ( UPCGI - UMR 8151 / UMR_S 1022 ), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL ( ENSCP ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Razan, Florence, Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - 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Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - 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Subjects: [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 010401 analytical chemistry, Inorganic chemistry, chemistry.chemical_element, Ultramicroelectrode, Buffer solution, 010402 general chemistry, Ring (chemistry), Electrochemistry, 01 natural sciences, Copper, 0104 chemical sciences, Electrochemical gas sensor, lcsh:Chemistry, S-Nitrosoglutathione, chemistry.chemical_compound, lcsh:Industrial electrochemistry, lcsh:QD1-999, chemistry, Electrode, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, lcsh:TP250-261
Abstract: In this work, we report on the design, microfabrication and use of a ring disk ultramicroelectrodes array (RD-UMEs) for direct detection of nitric oxide (NO)-release from decomposition of S-Nitrosoglutathione (GSNO) catalyzed by copper species. The electrochemical device includes seven individually addressable sets of gold RD-UMEs pairs and four gold counter electrodes. For each pair of RD-UMEs, the gold ring is electrochemically modified by poly(eugenol)/poly(phenol) layers to act as NO-sensor while the gold disc electrode is electrochemically coated by a copper layer serving as Cu2+ source for the catalysis of the in situ decomposition of GSNO. The mediated decomposition of GSNO by Cu2+ is achieved in presence of ascorbate. NO released from GSNO is detected on NO ring electrode at the same potential applied to form the Cu2+-based catalyst (+0.8 V vs. Ag/AgCl) in phosphate buffer solution with or without serum. Keywords: Nitrosothiols, Nitric oxide, Electrochemical sensor, Copper catalyst
Published: 2011
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3. Electric pulses: a flexible tool to manipulate cytosolic calcium concentrations and generate spontaneous-like calcium oscillations in mesenchymal stem cells

Author: Franck M. Andre, Olivier Français, Marie-Amelie de Menorval, Bruno Le Pioufle, Lluis M. Mir, Aude Silve, Claire Dalmay, Vectorologie et thérapeutiques anti-cancéreuses [Villejuif] (UMR 8203), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute for Pulsed Power and Microwave Technology [Karlsruhe], Karlsruher Institut für Technologie (KIT), RF-ELITE : RF-Electronique Imprimée pour les Télécommunications et l'Energie (XLIM-RFEI), XLIM (XLIM), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vectorologie et thérapeutiques anti-cancéreuses [Villejuif] ( UMR 8203 ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut Gustave Roussy ( IGR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Karlsruher Institut für Technologie ( KIT ), RF-ELITE : RF-Electronique Imprimée pour les Télécommunications et l'Energie ( XLIM-RFEI ), XLIM ( XLIM ), Université de Limoges ( UNILIM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Limoges ( UNILIM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - 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Subjects: 0301 basic medicine, Technology, [SDV]Life Sciences [q-bio], chemistry.chemical_element, Biology, Calcium, Cell fate determination, Regenerative Medicine, Regenerative medicine, Article, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Cytosol, Electromagnetic Fields, Electricity, Organelle, Humans, Calcium Signaling, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Calcium metabolism, Multidisciplinary, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], Mesenchymal stem cell, Cell Differentiation, Mesenchymal Stem Cells, Anatomy, 3. Good health, Calcium, Dietary, 030104 developmental biology, chemistry, Adipose Tissue, 030220 oncology & carcinogenesis, Biophysics, ddc:600, Adult stem cell, Cytosolic calcium
Abstract: Human adipose mesenchymal stem cells (haMSCs) are multipotent adult stem cells of great interest in regenerative medicine or oncology. They present spontaneous calcium oscillations related to cell cycle progression or differentiation but the correlation between these events is still unclear. Indeed, it is difficult to mimic haMSCs spontaneous calcium oscillations with chemical means. Pulsed electric fields (PEFs) can permeabilise plasma and/or organelles membranes depending on the applied pulses and therefore generate cytosolic calcium peaks by recruiting calcium from the external medium or from internal stores. We show that it is possible to mimic haMSCs spontaneous calcium oscillations (same amplitude, duration and shape) using 100 μs PEFs or 10 ns PEFs. We propose a model that explains the experimental situations reported. PEFs can therefore be a flexible tool to manipulate cytosolic calcium concentrations. This tool, that can be switched on and off instantaneously, contrary to chemicals agents, can be very useful to investigate the role of calcium oscillations in cell physiology and/or to manipulate cell fate.
Published: 2016
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4. Splenic retention of Plasmodium falciparum gametocytes to block the transmission of malaria

Author: Bruno Le Pioufle, Vicky M. Avery, Inês F. Amado, Pierre Buffet, Papa Alioune Ndour, Caroline Le Van Kim, Catherine Lavazec, John P. Holleran, Olivier Français, Julien Duez, Wassim El Nemer, Nathalie Chartrel, Pascal Amireault, Sasdekumar Loganathan, Sylvie Garcia, Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses (CIMI), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eskitis Institute for Drug Discovery, Griffith University [Brisbane], Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pasteur [Paris], This work was supported by the Bill and Melinda Gates Foundation [OPP1043892], the 'Agence Nationale de la Recherche' [ANR-10-IAHU-01, ANR-11-LABX-0051, ANR-11-IDEX-0005-02] and by a grant from 'HRA Pharma Laboratoires Paris', ANR-11-IDEX-0005,USPC,Université Sorbonne Paris Cité(2011), Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses ( CIMI ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Griffith University Australia, Imagine - Institut des maladies génétiques ( IMAGINE - U1163 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] ( INTS ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), ANR-11-IDEX-0005-02 ,USPC : Projet Université Sorbonne Paris Cité,Initiatives d’excellence - Laboratoire d’excellence INFLAMEX, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pasteur [Paris] (IP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)
Subjects: [ SDV.MP.PAR ] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, Erythrocytes, [SDV]Life Sciences [q-bio], Plasmodium falciparum, Models, Biological, Antimalarials, Automation, Mice, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Microtiter plate, In vivo, parasitic diseases, Image Processing, Computer-Assisted, Gametocyte, Animals, Pharmacology (medical), [SDV.MP.PAR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Parasitology, Enzyme Inhibitors, Malaria, Falciparum, Biologic Response Modifiers, Oxazoles, Parasite Egg Count, 030304 developmental biology, Pharmacology, 0303 health sciences, biology, [ SDV ] Life Sciences [q-bio], 030306 microbiology, Macrophages, Anopheles, Microfluidic Analytical Techniques, Flow Cytometry, biology.organism_classification, Virology, Microspheres, In vitro, 3. Good health, Cell biology, Infectious Diseases, chemistry, Erythrocyte Count, Marine Toxins, Marine toxin, Filtration, Spleen, Calyculin
Abstract: Plasmodium falciparum is transmitted from humans to Anopheles mosquito vectors via the sexual erythrocytic forms termed gametocytes. Erythrocyte filtration through microsphere layers (microsphiltration) had shown that circulating gametocytes are deformable. Compounds reducing gametocyte deformability would induce their splenic clearance, thus removing them from the blood circulation and blocking malaria transmission. The hand-made, single-sample prototype for microsphiltration was miniaturized to a 96-well microtiter plate format, and gametocyte retention in the microsphere filters was quantified by high-content imaging. The stiffening activity of 40 pharmacological compounds was assessed in microtiter plates, using a small molecule (calyculin) as a positive control. The stiffening activity of calyculin was assessed in spleen-mimetic microfluidic chips and in macrophage-depleted mice. Marked mechanical retention (80% to 90%) of mature gametocytes was obtained in microplates following exposure to calyculin at concentrations with no effect on parasite viability. Of the 40 compounds tested, including 20 antimalarials, only 5 endoperoxides significantly increased gametocyte retention (1.5- to 2.5-fold; 24 h of exposure at 1 μM). Mature gametocytes exposed to calyculin accumulated in microfluidic chips and were cleared from the circulation of macrophage-depleted mice as rapidly as heat-stiffened erythrocytes, thus confirming results obtained using the microsphiltration assay. An automated miniaturized approach to select compounds for their gametocyte-stiffening effect has been established. Stiffening induces gametocyte clearance both in vitro and in vivo . Based on physiologically validated tools, this screening cascade can identify novel compounds and uncover new targets to block malaria transmission. Innovative applications in hematology are also envisioned.
Published: 2015
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5. Quantitative full-colour transmitted light microscopy and dyes for concentration mapping and measurement of diffusion coefficients in microfluidic architectures

Author: Laurent Griscom, Vincent Raimbault, Julien R. G. Navarro, Rémi Poizat, Rozenn Texier-Picard, Olivier Français, Martinus H. V. Werts, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système ( IMS ), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), European Project, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: Analyte, Materials science, Microscope, Microfluidics, Biomedical Engineering, Bioengineering, Image processing, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biochemistry, law.invention, Optics, law, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Microscopy, Image Processing, Computer-Assisted, Diffusion (business), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Fluorescent Dyes, Microscopy, Video, business.industry, General Chemistry, Microfluidic Analytical Techniques, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, [ PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], RGB color model, Nanoparticles, [ CHIM.ANAL ] Chemical Sciences/Analytical chemistry, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Monochromatic color, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; A simple and versatile methodology has been developed for the simultaneous measurement of multiple concentration profiles of colourants in transparent microfluidic systems, using a conventional transmitted light microscope, a digital colour (RGB) camera and numerical image processing combined with multicomponent analysis. Rigorous application of the Beer-Lambert law would require monochromatic probe conditions, but in spite of the broad spectral bandwidths of the three colour channels of the camera, a linear relation between the measured optical density and dye concentration is established under certain conditions. An optimised collection of dye solutions for the quantitative optical microscopic characterisation of microfluidic devices is proposed. Using the methodology for optical concentration measurement we then implement and validate a simplified and robust method for the microfluidic measurement of diffusion coefficients using an H-filter architecture. It consists of measuring the ratio of the concentrations of the two output channels of the H-filter. It enables facile determination of the diffusion coefficient, even for non-fluorescent molecules and nanoparticles, and is compatible with non-optical detection of the analyte.
Published: 2012
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6. On-chip multi electrochemical sensor array platform for simultaneous screening of nitric oxide and peroxynitrite

Author: Loan To Thi Kim, Aurélie Girard, Damien Quinton, Florence Razan, Vincent Raimbault, Laurent Griscom, Sophie Griveau, Fethi Bedioui, Unité de pharmacologie chimique et génétique et d'imagerie (UPCGI - UMR 8151 / UMR_S 1022 ), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Unité de pharmacologie chimique et génétique et d'imagerie ( UPCGI - UMR 8151 / UMR_S 1022 ), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL ( ENSCP ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques ( LISE ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système ( IMS ), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Analyte, Auxiliary electrode, Materials science, Time Factors, Biomedical Engineering, Bioengineering, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Nitric Oxide, 01 natural sciences, Biochemistry, Reference electrode, Chemistry Techniques, Analytical, [ SPI.FLUID ] Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, Lab-On-A-Chip Devices, Peroxynitrous Acid, Electrochemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.FLUID]Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, 010401 analytical chemistry, General Chemistry, Equipment Design, 021001 nanoscience & nanotechnology, Amperometry, Potentiostat, 0104 chemical sciences, Electrochemical gas sensor, Electrode, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, Microelectrodes, Microfabrication
Abstract: International audience; In this work we report on the design, microfabrication and analytical performances of a new electrochemical sensor array (ESA) which allows for the first time the simultaneous amperometric detection of nitric oxide (NO) and peroxynitrite (ONOO−), two biologically relevant molecules. The on-chip device includes individually addressable sets of gold ultramicroelectrodes (UMEs) of 50 µm diameter, Ag/AgCl reference electrode and gold counter electrode. The electrodes are separated into two groups; each has one reference electrode, one counter electrode and 110 UMEs specifically tailored to detect a specific analyte. The ESA is incorporated on a custom interface with a cell culture well and spring contact pins that can be easily interconnected to an external multichannel potentiostat. Each UME of the network dedicated to the detection of NO is electrochemically modified by electrodepositing thin layers of poly(eugenol) and poly(phenol). The detection of NO is performed amperometrically at 0.8 V vs. Ag/AgCl in phosphate buffer solution (PBS, pH = 7.4) and other buffers adapted to biological cell culture, using a NO-donor. The network of UMEs dedicated to the detection of ONOO− is used without further chemical modification of the surface and the uncoated gold electrodes operate at −0.1 V vs. Ag/AgCl to detect the reduction of ONOOH in PBS. The selectivity issue of both sensors against major biologically relevant interfering analytes is examined. Simultaneous detection of NO and ONOO− in PBS is also achieved.
Published: 2011
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7. Positioning and orientation of adherent cells in a microfluidic chip using the micro patterning of a parylen-C-film

Author: Dalmay, Claire, Lai, Yung-Yung, Griscom, Laurent, Français, Olivier, Le Pioufle, Bruno, Subra, Frédéric, Tauc, Patrick, Lautru, Joseph, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratoire de Biotechnologie et Pharmacogénétique Appliquée (LBPA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), Le Pioufle, Bruno, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Laboratoire de Biotechnologie et Pharmacogénétique Appliquée ( LBPA ), École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut d'Alembert ( IDA ), and Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan )
Subjects: [INFO.INFO-BT] Computer Science [cs]/Biotechnology, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, [ INFO.INFO-BT ] Computer Science [cs]/Biotechnology, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Abstract: International audience; A new biochip for adherent cell trapping using micro patterned parylene-C is presented. We demonstrate the ability of micro patterned parylene-C films to provide an efficient positioning and orientation of cells. It is also possible to fix one cell separate from the others which may be crucial in the development of biodevices for the single-cell analysis. The developed method does not require any chemical treatment of either cells or surface attachment and is suitable to be integrated into a microfluidic system.
Published: 2011

8. Activity monitoring of functional OprM using a biomimetic microfluidic device

Author: Laura Monlezun, Philippe Benas, Martin Picard, Isabelle Broutin, Wei Wang, Olivier Français, Bruno Le Pioufle, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Laboratoire de cristallographie et RMN biologiques ( LCRB - UMR 8015 ), Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS ), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de cristallographie et RMN biologiques (LCRB - UMR 8015), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Lipid Bilayers, Microfluidics, microfluidics, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Biochemistry, Analytical Chemistry, 03 medical and health sciences, [ SDV.MP ] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Electrochemistry, Environmental Chemistry, membrane protein, Fluidics, [ SDV.IB ] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Lipid bilayer, Spectroscopy, Ion channel, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Chemistry, Bilayer, Electric Conductivity, Membrane Transport Proteins, Biological Transport, Microfluidic Analytical Techniques, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Membrane protein, biodevice, Pseudomonas aeruginosa, ion-channel, Porin, OPMR, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Efflux, 0210 nano-technology, Bacterial Outer Membrane Proteins
Abstract: International audience; This paper describes the fabrication and use of a biomimetic microfluidic device for the monitoring of a functional porin reconstituted within miniaturized suspended artificial bilayer lipid membrane (BLM). Such a microfluidic device allows for 1) fluidic and electrical access to both sides of the BLM, 2) reproducible membrane protein insertion and long-term electrical monitoring of its conductance (Gi), thanks to the miniaturization of the BLM. We demonstrate here for the first time the feasibility to insert a large trans-membrane protein through its β-barrel, and monitor its functional activity during more than 1 hour (limited by buffer evaporation). In this paper, we specifically used our device for the monitoring of OprM, a bacterial efflux channel involved in the multidrug resistance of the bacteria Pseudomonas aeruginosa. Sub-steps of the OprM channel conductance were detected during the electrical recordings within our device, which might be due to oscillations between several structural conformations (sub-states) adopted by the protein, as part of its opening mechanism. This work is a first step towards the establishing of a genuine platform dedicated to the investigation of bacterial proteins under reconstituted conditions, a very promising tool for the screening of new inhibitors against bacterial channels involved in drug resistance.
Published: 2012
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9. Influence de l’hydrodynamique sur les régimes de capture à une surface solide

Author: Mottin, Donatien, Université de Rennes (UR), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), École normale supérieure de Rennes, Florence Anne Razan, Marie-Caroline Jullien, STAR, ABES, Université de Rennes (UNIV-RENNES), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, Lift, [SPI.OTHER] Engineering Sciences [physics]/Other, Microfluidique, Microfluidics, Capture, Microparticles, Microparticules, Taylor-Aris, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: The capture of objects on a solid surface in a laminar flow is involved in many applications, notably in bionanalysis and biological research. Studied since the beginning of the 20th century, this capture involves three mechanisms: convection of the object by the liquid above the capture surface, diffusion of the object towards this surface and finally reaction kinetics at the surface. Until now, the capture models present in he literature are designed for continuously injected molecules. However, many common situations in biotechnology do not correspond to this case. They involve, for example, more complex objects (nano/microparticles, deformable objects,...) or objects injected as small plugs. The objective of this thesis is, thanks to experiments, numerical simulations, and theoretical models, to propose new capture laws adapted to these common situations of modern bioanalysis. It will be shown that three phenomena must respectively be taken into account in these new capture laws in order to understand the specificity of each of these situations: the inertial lift effect (for particles), the elastic lift effect (for deformable objects) and the Taylor-Aris dispersion for small volume samples), La capture d’objets sur une surface solide dans un écoulement laminaire est impliquée dans de nombreuses applications, notamment en bioanalyse et en recherche biologique. Etudié depuis le début du 20ème siècle, cette capture fait intervenir trois mécanismes : convection de l’objet par le liquide au-dessus de la surface captatrice, diffusion de l’objet vers cette surface et enfin cinétique de réaction à la surface. Jusqu'à présent, les modèles de capture présents dans la littérature sont conçus pour des molécules injectées en continu. Or, de nombreuses situations courantes en biotechnologie ne correspondent pas à ce cas de figure. Elles mettent en jeu, par exemple, des objets plus complexes (nano/microparticules, objets déformables, …) ou injectés sous forme de bouchons de faibles volumes. L’objectif de cette thèse est, grâce à des expériences, des simulations numériques, et des modèles théoriques, de proposer de nouvelles lois de captures adaptées à ces situations courantes de la bioanalyse moderne. On montrera notamment que trois phénomènes doivent respectivement être pris en compte dans ces nouvelles lois de capture pour comprendre la spécificité de chacune de ces situations : l’effet de lift inertiel (pour les particules), l’effet de lift élastique (pour les objets déformables) et la dispersion de Taylor-Aris (pour les échantillons de faibles volumes).
Published: 2021

10. A versatile microfluidic tool for the 3D culture of HepaRG cells seeded at various stages of differentiation

Author: Jean-Charles Duclos-Vallée, Nassima Benzoubir, Manon Boul, Ismail Ben Mosbah, Bruno Le Pioufle, Anne Dubart-Kupperschmitt, Antonietta Messina, Rasta Ghasemi, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physiopathologie et traitement des maladies du foie, Hôpital Paul Brousse-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris-Saclay, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Centre hépato-biliaire (CHB), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpital Paul Brousse-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), ANR-16-RHUS-0005,iLite,iLite(2016), Le Pioufle, Bruno, iLite - - iLite2016 - ANR-16-RHUS-0005 - RHUS - VALID, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)
Subjects: 0301 basic medicine, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Heparg cell, Science, Microfluidics, Cell Culture Techniques, Context (language use), 02 engineering and technology, Article, law.invention, 03 medical and health sciences, Tissue engineering, law, Cell Movement, Cell Line, Tumor, Lab-On-A-Chip Devices, Spheroids, Cellular, Humans, Multidisciplinary, Lab-on-a-chip, Chemistry, Cell Differentiation, Equipment Design, 021001 nanoscience & nanotechnology, Cell biology, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, 030104 developmental biology, Liver, Medicine, 0210 nano-technology
Abstract: The development of livers-on-a-chip aims to provide pharmaceutical companies with reliable systems to perform drug screening and toxicological studies. To that end, microfluidic systems are engineered to mimic the functions and architecture of this organ. In this context we have designed a device that reproduces series of liver microarchitectures, each permitting the 3D culture of hepatocytes by confining them to a chamber that is separated from the medium conveying channel by very thin slits. We modified the structure to ensure its compatibility with the culture of hepatocytes from different sources. Our device was adapted to the migratory and adhesion properties of HepaRG cells at various stages of differentiation. To prevent hepatoblast-like cells from migrating out of the chambers, the slit height was decreased and the medium flow rate increased. Maintaining already differentiated and less adherent cells within the chambers required desensitisation of the system to pressure variations. Using this device, it was possible to keep the cells alive for more than 14 days, during which they achieved a 3D organisation and acquired or maintained their differentiation into hepatocytes. With its multiple micro-chambers for hepatocyte culture, this microfluidic device architecture offers a promising opportunity to provide new tools for drug screening applications.
Published: 2021
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11. Characterization of red blood cell microcirculatory parameters using a bioimpedance microfluidic device

Author: Emile Martincic, Valentine Brousse, Olivier Français, Jean Roman, Tieying Xu, Bruno Le Pioufle, Jean-Pierre Lefevre, Maria A. Lizarralde-Iragorri, Rasta Ghasemi, Wassim El Nemer, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université des Antilles (UA)-Université de Paris (UP), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (PPSM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Université Paris-Saclay, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université des Antilles (UA)-Université Paris Cité (UPCité), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel, and Le Pioufle, Bruno
Subjects: 0301 basic medicine, Erythrocytes, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, Cell, lcsh:Medicine, Transit time, Anemia, Sickle Cell, Article, Microcirculation, Hereditary spherocytosis, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Lab-On-A-Chip Devices, Electric Impedance, medicine, Humans, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, lcsh:Science, Multidisciplinary, Red Cell, Chemistry, lcsh:R, medicine.disease, Red blood cell, Microelectrode, Biosensors, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, lcsh:Q, Biomedical engineering, 030215 immunology
Abstract: This paper describes the use of a microfluidic device comprising channels with dimensions mimicking those of the smallest capillaries found in the human microcirculation. The device structure, associated with a pair of microelectrodes, provides a tool to electrically measure the transit time of red blood cells through fine capillaries and thus generate an electrical signature for red blood cells in the context of human erythroid genetic disorders, such as sickle cell disease or hereditary spherocytosis, in which red cell elasticity is altered. Red blood cells from healthy individuals, heated or not, and red blood cells from patients with sickle cell disease or hereditary spherocytosis where characterized at a single cell level using our device. Transit time and blockade amplitude recordings were correlated with microscopic observations, and analyzed. The link between the electrical signature and the mechanical properties of the red blood cells is discussed in the paper, with greater transit time and modified blockade amplitude for heated and pathological red blood cells as compared to those from healthy individuals. Our single cell-based methodology offers a new and complementary approach to characterize red cell mechanical properties in human disorders under flow conditions mimicking the microcirculation.
Published: 2020
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12. Impact of pulsed electric fields and mechanical compressions on the permeability and structure of Chlamydomonas reinhardtii cells

Author: Olivier Français, Bertrand Cinquin, Bruno Le Pioufle, Sakina Bensalem, Dominique Pareau, Filipa Lopes, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Université Paris-Saclay, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux (LGPM), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay, Laboratoire de biologie et pharmacologie appliquée (LBPA), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, CentraleSupélec, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris
Subjects: 0301 basic medicine, Materials science, Cell Membrane Permeability, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, 020209 energy, lcsh:Medicine, Chlamydomonas reinhardtii, 02 engineering and technology, Article, Cell membrane, Physical Phenomena, 03 medical and health sciences, Electric field, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, medicine, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, lcsh:Science, Multidisciplinary, biology, Electroporation, Electromagnetic Radiation, lcsh:R, Cell Membrane, Pulse duration, biology.organism_classification, Electrical and electronic engineering, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Membrane, [SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology, Transmission electron microscopy, Permeability (electromagnetism), Biophysics, lcsh:Q, Stress, Mechanical, Biotechnology
Abstract: Current research findings clearly reveal the role of the microalga’s cell wall as a key obstacle to an efficient and optimal compound extraction. Such extraction process is therefore closely related to the microalga species used. Effects of electrical or mechanical constraints on C. reinhardtii’s structure and particularly its cell wall and membrane, is therefore investigated in this paper using a combination of microscopic tools. Membrane pores with a radius between 0.77 and 1.59 nm were determined for both reversible (5 kV∙cm−1) and irreversible (7 kV∙cm−1) electroporation with a 5 µs pulse duration. Irreversible electroporation with longer pulses (10 µs) lead to the entry of large molecules (at least 5.11 nm). Additionally, for the first time, the effect of pulsed electric fields on the cell wall was observed. The combined electrical and mechanical treatment showed a significant impact on the cell wall structure as observed under Transmission Electron Microscopy. This treatment permits the penetration of larger molecules (at least 5.11 nm) within the cell, shown by tracking the penetration of dextran molecules. For the first time, the size of pores on the cell membrane and the structural changes on the microalgae cell wall induced by electrical and mechanical treatments is reported.
Published: 2020
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13. Sensing of Oxygen Concentration in a Microfluidic Device mimicking Liver 3D Microarchitecture

Author: Manon Boul, Satomi Matsumoto, Marie Shinohara, Yasuyuki Sakai, Teruo Fujii, Anne Dubart-Kupperschmitt, Eric Leclerc, Bruno Le Pioufle, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), INSERM UMR S1193, Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-The University of Tokyo (UTokyo), Department of Chemical System Engineering, The University of Tokyo, The University of Tokyo (UTokyo), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Le Pioufle, Bruno
Subjects: Oxygen sensor, Organ-on-a-chip, Liver, Oxygen gradient, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 3D microtissues
Abstract: International audience; We designed a microfluidic structure which closely reproduces liver microarchitecture, constraining primary rat hepatocytes at a high density and in three dimensions (3D), and in which a gradient of oxygen can be generated. The device includes an oxygen sensitive membrane that could map the oxygen consumption of hepatocytes. INTRODUCTION Compared to classical two-dimensional cell culture, microfluidic devices or/and 3D culture conditions were evidenced to increase the period of time during which primary hepatocytes retain their functions [1]. Moreover, microfluidic techniques offer the opportunity to mimic the in vivo hepatocyte zonation, by subjecting hepatocytes to oxygen gradients [1-2]. Such oxygen gradients that can be estimated by numerical simulations, were recently experimentally assessed using an oxygen sensitive fluorescent membrane [3]. We proposed to include the oxygen sensitive membrane within a miniaturized fluidic device mimicking several hepatic cords in series, and inducing a gradient of oxygen on those. Moreover each of those hepatic cord units was inducing 3D organization of hepatocytes, due to the 72 µm height of culture chambers in which they can aggregate.
Published: 2019

14. Reticulocyte and red blood cell deformation triggers specific phosphorylation events

Author: Geert J. Streekstra, Johannes G. G. Dobbe, Bruno Le Pioufle, Wassim El Nemer, Pedro L. Moura, Timothy J. Satchwell, Ashley M. Toye, Olivier Français, Maria Alejandra Lizarralde Iragorri, Biomedical Engineering and Physics, AMS - Restoration & Development, Radiology and Nuclear Medicine, ACS - Microcirculation, University of Bristol [Bristol], Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), ESIEE Paris, Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Institut d'Alembert (IDA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), VU University Medical Center [Amsterdam], Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Proteomics, Erythrocytes, Reticulocytes, precipitating factors, reticulocytes, shear stress, Protein–protein interaction, 03 medical and health sciences, Glycogen Synthase Kinase 3, 0302 clinical medicine, Red Cells, Iron, and Erythropoiesis, Reticulocyte, LYN, Erythrocyte Deformability, retail clinics, medicine, Humans, Phosphorylation, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Cytoskeleton, Cell Shape, Cells, Cultured, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Chemistry, Kinase, phosphorylation, datasets, Erythrocyte Membrane, Phosphoproteomics, Membrane Proteins, cytoskeleton, Hematology, glycogen synthase kinase 3, Cell biology, Red blood cell, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, src-Family Kinases, 030220 oncology & carcinogenesis, erythrocytes, phosphotransferases, Protein Processing, Post-Translational
Abstract: The capacity to undergo substantial deformation is a defining characteristic of the red blood cell (RBC), facilitating transit through the splenic interendothelial slits and microvasculature. Establishment of this remarkable property occurs during a process of reticulocyte maturation that begins with egress through micron-wide pores in the bone marrow and is completed within the circulation. The requirement to undertake repeated cycles of deformation necessitates that both reticulocytes and erythrocytes regulate membrane-cytoskeletal protein interactions in order to maintain cellular stability. In the absence of transcriptional activity, modulation of these interactions in RBCs is likely to be achieved primarily through specific protein posttranslational modifications, which at present remain undefined. In this study, we use high-throughput methods to define the processes that underlie the response to deformation and shear stress in both reticulocytes and erythrocytes. Through combination of a bead-based microsphiltration assay with phosphoproteomics we describe posttranslational modification of RBC proteins associated with deformation. Using microsphiltration and microfluidic biochip-based assays, we explore the effect of inhibiting kinases identified using this dataset. We demonstrate roles for GSK3 and Lyn in capillary transit and maintenance of membrane stability following deformation and show that combined inhibition of these kinases significantly decreases reticulocyte capacity to undergo repeated deformation. Finally, we derive a comprehensive and integrative phosphoproteomic dataset that provides a valuable resource for further mechanistic dissection of the molecular pathways that underlie the RBC’s response to mechanical stimuli and for the study of reticulocyte maturation.
Published: 2019
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15. Z-Axis Controllable Mille-Feuille electrode electrorotation device utilizing levitation effect

Author: Charles Moslonka, Taku Tsuchiya, Agnes Tixier-Mita, Frederic Marty, Olivier Français, Yuki Okamoto, Yoshio Mita, Yu-Sheng Lin, Hsiang-Yu Wang, Ayako Mizushima, Bruno Le Pioufle, Chen-li Sun, Sung Tsang, The University of Tokyo (UTokyo), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), National Tsing Hua University [Hsinchu] (NTHU), National Taiwan University [Taiwan] (NTU), ESIEE Paris, Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-The University of Tokyo (UTokyo), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Le Pioufle, Bruno
Subjects: dielectrophoresis, Materials science, Electrorotation, business.industry, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, microfluidics, single cell analysis, Dielectrophoresis, Rotation, law.invention, law, Electrode, Levitation, Optoelectronics, Particle, Cartesian coordinate system, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, business
Abstract: International audience; This paper presents a new electrorotation (ROT) device composed of thick walls and multi-electrode layers, called as mille-feuille electrode device. The proposed device has three advantages: (1) The height of a measured particle is controllable by adjusting levitation forces. (2) The rotation of the particle is not affected by the friction to the substrates. (3) The number of electrode layers is extensible.
Published: 2019

16. Electrorotation of single microalgae cells during lipid accumulation for assessing cellular dielectric properties and total lipid contents

Author: Bruno Le Pioufle, Shiang-Jiuun Chen, Yu-Sheng Lin, Sakina Bensalem, Ching-Chu Tsai, Filipa Lopes, Chen-li Sun, Sung Tsang, Hsiang-Yu Wang, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), National Tsing Hua University [Hsinchu] (NTHU), National Taiwan University [Taiwan] (NTU), Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Université Paris-Saclay, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux (LGPM), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay, Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)
Subjects: Permittivity, Biomedical Engineering, Biophysics, Relative permittivity, 02 engineering and technology, Dielectric, Conductivity, 01 natural sciences, Lipid droplet, Electrochemistry, [SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Scenedesmus, Cellular compartment, biology, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, Chemistry, 010401 analytical chemistry, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, 0104 chemical sciences, 0210 nano-technology, Electrorotation, Biotechnology
Abstract: Photosynthetic microalgae not only perform fixation of carbon dioxide but also produce valuable byproducts such as lipids and pigments. However, due to the lack of effective tools for rapid and noninvasive analysis of microalgal cellular contents, the efficiency of strain screening and culture optimizing is usually quite low. This study applied single-cell electrorotation on Scenedesmus abundans to assess cellular dielectric properties during lipid accumulation and to promptly quantify total cellular contents. The experimental electrorotation spectra were fitted with the double-shell ellipsoidal model, which considered varying cell wall thickness, to obtain the dielectric properties of cellular compartments. When the amount of total lipids increased from 15.3 wt% to 33.8 wt%, the conductivity and relative permittivity of the inner core (composed of the cytoplasm, lipid droplets, and nucleus) decreased by 21.7% and 22.5%, respectively. These dielectric properties were further used to estimate the total cellular lipid contents by the general mixing formula, and the estimated values agreed with those obtained by weighing dry biomass and extracted lipids with an error as low as 0.22 wt%. Additionally, the conductivity and relative permittivity of cell wall increased during nitrogen-starvation conditions, indicating the thickening of cell wall, which was validated by the transmission electron microscopy.
Published: 2021
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17. Electrical Detection of the Mechanical Alteration of Sickling Red Blood Cells within a Microfluidic Capillary Network

Author: Xu Tieying, Maria Lizarralde, Jean Roman, Wassim El Nemer, Bruno Le Pioufle, Olivier Français, Le Pioufle, Bruno, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Institut d'Alembert (IDA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris
Subjects: Sickle Cell Disease, Microfluidic Restriction, Bioimpedance, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Red Blood Cell Deformability, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; In this paper we demonstrate the capability to detect red blood cells mechanical disorders, in particular the sickle cell disease, using the electrical signature of the cell transit within a microfluidic restriction mimicking the blood capillaries.
Published: 2019

18. Particle capture by a surface in a microchannel

Author: Mottin, Donatien, Razan, Florence, Jullien, Marie-Caroline, Mottin, Donatien, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Films liquides nano : dynamique et stabilité de systèmes diphasiques - - ILIAAD2018 - ANR-18-CE09-0029 - AAPG2018 - VALID, Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AFM, ANR-18-CE09-0029,ILIAAD,Films liquides nano : dynamique et stabilité de systèmes diphasiques(2018), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Portance, Lift, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the fluids [physics.class-ph], Microfluidique, [PHYS.MECA.MEFL] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Microhydrodynamique inertielle, Performance d'un capteur, Particules solides browniennes, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: Concentration measurements of biological or chemical liquid samples is a common process in numerous analysis protocols. Hydrodynamics studies achieve to predict the capture rate of molecules by a reactive surface in a straight channel. However, many applications require to measure concentration of objects whose sizes are way bigger than the molecular size (cells, particles, ...). The behavior of these objects is not described by existing theories which focus on nearly punctual objects, like molecules. In this study, we try to extend molecular theories to the capture of solid particles of non-zero size. A part of our experimental results presents a very good agreement with molecular theories, but the rest of it presents capture rates way inferior to it. On such objects, numerous works proved that the surrounding fluid can exert inertial forces which tend to push particles away from the walls. This is an hypothesis that could explain such reduction of capture performances., La mesure de concentration d'un échantillon liquide, qu'il soit biologique ou chimique, est un pro-cessus courant dans de nombreux protocoles d'analyse. Des études hydrodynamiques ont permis de prédire et de quantifier le taux de capture de molécules par une surface réactive située dans un canal droit. Pourtant, de nombreuses applications nécessitent de mesurer la concentration d'objets de taille bien supérieure à celle des molécules (cellules, particules,. . .). Le comportement de ces objets n'est pas décrit par les théories existantes qui se concentrent sur l'étude de molécules, donc d'objets consi-dérés ponctuels. Dans cette étude nous cherchons à étendre les théories moléculaires à la capture de particules solides de taille finie. Une partie des résultats expérimentaux obtenus est bien prédite par la théorie moléculaire, mais d'autres donnent des taux de capture bien moindres. Or, sur de tels objets, de nombreux travaux ont montré que le fluide environnant peut exercer une force inertielle de portance qui a tendance à repousser les particules loin des murs. C'est une hypothèse possible qui permettrait d'expliquer la réduction des performances de capture.
Published: 2019

19. Characterization of sequentially-staged cancer cells using electrorotation

Author: Daniel C. Sweeney, Rafael V. Davalos, Eva M. Schmelz, Bruno Le Pioufle, Claudia Trainito, Olivier Français, Jaka Čemažar, Biomedical Engineering and Mechanics, Human Nutrition, Foods, and Exercise, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Virginia Tech [Blacksburg], ESIEE Paris, Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, and Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
Subjects: Cytoplasm, Cell Membranes, Cell, Cell Separation, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Cell membrane, Mice, Electricity, Neoplasms, Medicine and Health Sciences, Membrane Electrophysiology, Materials, Membrane potential, Multidisciplinary, Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, 3. Good health, Bioassays and Physiological Analysis, medicine.anatomical_structure, Electric Field, Oncology, Physical Sciences, Medicine, Cellular Structures and Organelles, 0210 nano-technology, Research Article, Materials science, Rotation, Science, Materials Science, Material Properties, Capacitance, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, [SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology, Research and Analysis Methods, Diagnostic Medicine, Cell Line, Tumor, Cancer Detection and Diagnosis, medicine, Animals, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Electrodes, Neoplasm Staging, Cell Membrane, Electrophysiological Techniques, 010401 analytical chemistry, Electric Conductivity, Biology and Life Sciences, Cell Biology, Models, Theoretical, Insulators, 0104 chemical sciences, Cell culture, Cancer cell, Biophysics, Dielectrics, Nucleus, Electrorotation, [SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology
Abstract: The identification and separation of cells from heterogeneous populations is critical to the diagnosis of diseases. Label-free methodologies in particular have been developed to manipulate individual cells using properties such as density and morphology. The electrical properties of malignant cells, including the membrane capacitance and cytoplasmic conductivity, have been demonstrated to be altered compared to non-malignant cells of similar origin. Here, we exploit these changes to characterize individual cells in a sequentially-staged in vitro cancer model using electrorotation (EROT)—the rotation of a cell induced by a rotating electric field. Using a microfabricated device, a dielectrophoretic force to suspend cells while measuring their angular velocity resulting from an EROT force applied at frequencies between 3 kHz to 10 MHz. We experimentally determine the EROT response for cells at three stages of malignancy and analyze the resultant spectra by considering models that include the effect of the cell membrane alone (single-shell model) and the combined effect of the cell membrane and nucleus (double-shell model). We find that the cell membrane is largely responsible for a given cell’s EROT response between 3 kHz and 10 MHz. Our results also indicate that membrane capacitance, membrane conductance, and cytoplasmic conductivity increase with an increasingly malignant phenotype. Our results demonstrate the potential of using electrorotation as a means making of non-invasive measurements to characterize the dielectric properties of cancer cells. The authors would like to acknowledge the generous financial support provided by the LabeX LaSIPS (ANR-10-LABX-0040-LaSIPS) managed by the French National Research Agency under the “Investissements d’avenir” program (nANR-11-IDEX-0003-02) and COST TD1104, www.electroporation.net. The authors would like to thank the NSF CAREER Award CBET-1055913, the NSF IGERT DGE-09661, and the NIH R01- CA213423 for their gracious support of this work. The authors would also like to acknowledge project support from ENS Paris Saclay and Virginia Tech.
Published: 2019
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20. Microfluidic device using reusable parylen-pdms packaging for the red blood cell transit time analysis in mechanical constrictions, using impedance measurement

Author: Xu Tieying, Maria Lizarralde, Wassim El Nemer, Bruno Le Pioufle, Olivier Français, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ESIEE Paris, and Le Pioufle, Bruno
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], Microfluidic, Bioimpedance, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SDV]Life Sciences [q-bio], Reversible Packaging, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, RBC deformability
Abstract: International audience; In this paper, a micro-device dedicated to the analysis of the Red Blood Cell (RBC) deformability is proposed. It is based on PDMS microfluidic channels mimicking the flowing in the capillary vascular network. The RBC transit time within the capillary is electrically sensed using embedded electrodes on glass associated to current blockage analysis. To get reusable device, a specific PDMS coated by parylen has been developed. In this way, the PDMS porosity to gaz is drastically reduced which permits to used depressurization for both controlling the biological sample flow and the non-permanent bonding of the device for reusable capability.
Published: 2018

21. Solid-state nanopore easy chip integration in a cheap and reusable microfluidic device for ion transport and polymer conformation sensing

Author: Bruno Le Pioufle, Jean Roman, Gilles Patriarche, Olivier Français, Nathalie Jarroux, Juan Pelta, Laurent Bacri, Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Saclay (COmUE), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Marcoussis] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, and ANR-17-CE09-0044,EPSILOMICS,Système de puces nanofluidiques pour le dosage de biomarqueurs en quantité epsilon dans les échantillons biologiques humains(2017)
Subjects: Materials science, 3D-printing, Protein Conformation, Microfluidics, microfluidics, 3D printing, Bioengineering, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, hydrodynamic simulations, Potassium Chloride, Nanopores, grafted polymer conformation, Lab-On-A-Chip Devices, Urea, Fluidics, Recycling, [CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Instrumentation, Fluid Flow and Transfer Processes, chemistry.chemical_classification, Ion Transport, business.industry, Process Chemistry and Technology, Silicon Compounds, ionic transport, Proteins, Polymer, 021001 nanoscience & nanotechnology, Chip, 0104 chemical sciences, Characterization (materials science), solid-state nanopore, protein-urea interactions, [SDV.BBM.BP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Biophysics, Nanopore, chemistry, Printing, Three-Dimensional, 0210 nano-technology, business, Lithium Chloride, Voltage
Abstract: International audience; Solid-state nanopores have a huge potential in upcoming societal challenging applications in biotechnologies, environment, health and energy. Nowadays, these sensors are often used within bulky fluidic devices that can cause cross-contaminations and risky nanopore chips manipulations, leading to a short experimental lifetime. We describe the easy, fast and cheap innovative 3D-printer-helped protocol to manufacture a microfluidic device permitting the reversible integration of a silicon based chip containing a single nanopore. We show the relevance of the shape of the obtained channels thanks to finite elements simulations. We use this device to thoroughly investigate the ionic transport through the solid-state nanopore as a function of applied voltage, salt nature and concentration. Furthermore, its reliability is proved through the characterization of a polymer-based model of protein-urea interactions at the nanometric scale thanks to a hairy nanopore.
Published: 2018
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22. From current trace to the understanding of confined media

Author: Juan Pelta, Loïc Auvray, Bruno Le Pioufle, Laurent Bacri, Jean Roman, Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Saclay (COmUE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matière et Systèmes Complexes (MSC (UMR_7057)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matière et Systèmes Complexes (MSC), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE - UMR 8587), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)
Subjects: chemistry.chemical_classification, Materials science, Drop (liquid), Biophysics, Complex system, Nanoparticle, Conductance, 02 engineering and technology, Surfaces and Interfaces, General Chemistry, Polymer, Polymers: From Adsorption to Translocation - Topical Issue in Memoriam Loïc Auvray (1956-2016), 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Nanopore, chemistry, Chemical physics, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, Biotechnology
Abstract: International audience; Nanopores constitute devices for the sensing of nano-objects such as ions, polymer chains, proteins or nanoparticles. We describe what information we can extract from the current trace. We consider the entrance of polydisperse chains into the nanopore, which leads to a conductance drop. We describe the detection of these current blockades according to their shape. Finally, we explain how data analysis can be used to enhance our understanding of physical processes in confined media.
Published: 2018
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23. RF Characterization of Intracellular Microalgae Lipids

Author: Olivier Français, Emile Martincic, Pierre Bodénès, Thierry Bore, B. Le Pioufle, Filipa Lopes, Sakina Bensalem, A. El Fellahi, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux - EA 4038 (LGPM), CentraleSupélec, Institut d'électronique fondamentale (IEF), and Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0301 basic medicine, Permittivity, Materials science, Algae Radio-Frequency characteriztion Impedance cell, Analytical chemistry, General Medicine, Dielectric, Characterization (materials science), 03 medical and health sciences, 030104 developmental biology, Calibration, Radio frequency, SMA connector, Reflection coefficient, Coaxial, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Engineering(all)
Abstract: International audience; This work presents an original approach to sense the lipid intracellular content of microalgae, by the Radio Frequency (RF) dielectric spectral characterization of these unicellular organisms. To do so, a “homemade” open-ended coaxial sensor was associated to a Vector Network Analyzer (VNA), which allowed a broadband characterization in the frequency range from 30MHz to 3GHz. The sensor combines a coaxial line with a modified SMA connector. This study shows that the lipid quantification can be determined with the complex dielectric spectra properties extracted from the reflection coefficient (S11) measurement. A calibration of the open-ended coaxial probe is performed by using three different conditions (vacuum, water, methanol) from which the complex dielectric behavior is mastered. A model inversion is finally achieved to estimate the complex permittivity spectrum of the biological samples in a large frequency range, which is related to the microalgae lipid content.
Published: 2016
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24. A General Approach Based on Sampled-Current Voltammetry for Minimizing Electrode Fouling in Electroanalytical Detection

Author: Olivier de Sagazan, Aurélie Girard, Isabelle Mazerie, Florence Razan, Philippe Hapiot, Pierre Didier, Nathalie Coulon, Didier Floner, Florence Geneste, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Polarography, Materials science, Passivation, 010401 analytical chemistry, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, Dropping mercury electrode, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Catalysis, 0104 chemical sciences, electrode fouling, modelling, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Electrode, Electrochemistry, Electrode array, Electroanalytical method, electroanalysis, phenol, Hydrodynamic technique, passivation, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, Voltammetry
Abstract: International audience; Electrochemical analysis of species known to passivate electrode surfaces remains challenging. We previously proposed a new method dealing with sampled-current voltammetry performed on an electrode array to mimic polarography at a dropping mercury electrode for the detection of copper. In this work, we study the effectiveness of this method to circumvent electrode fouling with the analysis of phenol solutions at high concentrations (10-2 mol L-1), known to polymerize on electrode surface during its oxidation. Electrode arrays well-adapted to the analysis with such system are prepared by photolithography and characterized by X-Ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction and voltammetry. While analyses performed in conventional linear voltammetry or sampled-current voltammetry on a single electrode are considerably affected by electrode fouling, a linear calibration plot was achievable using our method. Modelling of the electrochemical signal showed that the current depends only on the applied potential and a parameter characteristic of the passivation phenomenon. It also underlined that sampled-current voltammetry on electrode array can circumvent the problem of passivation by a judicious choice of the sampling time.
Published: 2018
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25. Dielectric Characterisation of Single Microalgae Cell Using Electrorotation Measurements

Author: Hsiang-Yu Wang, Yu-Sheng Lin, Rasta Ghasemi, Sakina Bensalem, Bruno Le Pioufle, Filipa Lopes, Olivier Français, Chen-li Sun, Sung Tsang, National Tsing Hua University [Hsinchu] (NTHU), National Taiwan University [Taiwan] (NTU), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux - EA 4038 (LGPM), CentraleSupélec, Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris
Subjects: Materials science, microalgae, 010401 analytical chemistry, Microfluidics, Analytical chemistry, microfluidics, Rotational speed, lcsh:A, 02 engineering and technology, Dielectric, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Negative dielectrophoresis, 0104 chemical sciences, electrorotation, Microelectrode, Planar, Electric field, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, lcsh:General Works, 0210 nano-technology, Biological system, Electrorotation, dielectric characteristics
Abstract: International audience; This study demonstrates the electrorotation of single microalgae cells captured in the center of a set of planar microelectrodes within a microfluidic device, and compares the rotational speeds of single microalgae cells obtained in experiments and theoretical calculations. Negative dielectrophoresis force and rotational electric field are generated by the microelectrode set to position and rotate single microalgae cells. The rotational speed of single microalgae cells in the microfluidic device is calculated automatically using an image-processing algorithm. The electrorotation spectra of microalgae cells enduring different periods of nitrogen starvation agree with the simulation results for low-and high-lipid content cells. These results show the great potential of using electrorotation in quantifying the dielectric characteristics of microalgae cells.
Published: 2017
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26. Characterization of Retinal Pigmented Epithelium Cells Density on a MicroElectrode Array Using Impedance Spectroscopy

Author: Valérie Fradot, Olivier Français, Manon Valet, Lionel Rousseau, Serge Picaud, Jocelyn Boutzen, Gaelle Lissorgues, Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Institut de la Vision, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), ESIEE Paris, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, and Francais, Olivier
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Materials science, [SPI] Engineering Sciences [physics], Retinal implant, lcsh:A, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Capacitance, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, chemistry.chemical_compound, [SPI]Engineering Sciences [physics], 020901 industrial engineering & automation, Optics, retinal pigment epithelium cells, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Polarization (electrochemistry), [SDV.IB.BIO]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials, Electrical impedance, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, impedance spectroscopy, business.industry, 010401 analytical chemistry, Retinal, Multielectrode array, 0104 chemical sciences, Dielectric spectroscopy, MicroElectrode Array, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, chemistry, Electrode, sense organs, lcsh:General Works, business, Biomedical engineering
Abstract: International audience; This work is aiming at using impedance measurements on MicroElectrode Array (MEA) in order to evaluate the cellular density at its surface. As the context of these measurements is retinal implants, the retinal pigmented epithelium cells (RPE) are used as cellular model. We measured the impedance changes at 4 different locations of the MEA during 13 days (approximately one measure every two days) and the cell density by manually counting them by microscope imaging taken just after the impedance measurement. A correlation between the cell density and the impedance measurement's change can be observed. The electrode interfaces and the biological cells are associated with an electrical model taking into account the ionic conduction (resistance) and polarization effects (capacitance).
Published: 2017
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27. Monitoring Biological Cell Flow within a Mimicking Capillary Device with Impedance Measurement

Author: Wassim El Nemer, Maria Lizarralde, Bruno Le Pioufle, Olivier Français, Tieying Xu, Le Pioufle, Bruno, Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris
Subjects: Frequency response, Microchannel, Capillary action, Chemistry, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 010401 analytical chemistry, Microfluidics, Analytical chemistry, microfluidic, lcsh:A, 02 engineering and technology, Dielectric, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Electrode, bioimpedance, Electrical measurements, sickle cell disease, lcsh:General Works, mimetic chip, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, Biomedical engineering, Voltage
Abstract: International audience; This paper presents a microfluidic system, characterizing the red blood cell (RBC) deformability through its transit time in a microchannel, which dimensions reproducing blood microcirculation capillary. Electrodes are integrated within the microchannel for electrical measurements. The transit time is measured with the electrical blockade produced when the RBC squeezes in the microchannel (d = 5 μm diameter, while the cell diameter is 8 μm). In order todetermine most suitable electrical frequency range for the voltage applied to excitation electrodes, FEM numerical simulation of the bioimpedance is achieved and presented in this paper. We investigated the frequency response of the bioimpedance taking into account the electrode polarization, the dielectric properties of the medium, a single shell model for RBC and finally the RBC position within the microchannel.
Published: 2017
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28. Nanoparticle electrical analysis and detection with a solid-state nanopore in a microfluidic device

Author: Jean Roman, Nathalie Jarroux, Olivier Français, Bruno Le Pioufle, Gilles Patriarche, Juan Pelta, Laurent Bacri, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et Nanotechnologies (C2N (UMR_9001)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Le Pioufle, Bruno
Subjects: Materials science, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, Solid-state, nanopores, Nanoparticle, translocation, Nanotechnology, 02 engineering and technology, virus, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Nano, Electrical analysis, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Engineering(all), electrical detection, [PHYS]Physics [physics], General Medicine, DNA, single particle, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Nanopore, Nanometre, 0210 nano-technology, protein, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract: International audience; Our society is increasingly exposed to harmful nano and nanobio particles as new viruses, harmful proteins (like prions) and metallic nanoparticles that need to be better detected and identified. Solid-state nanopores are rapidly growing candidates for fast and label-free electrical detection and analysis of nanoparticles. Being able to analyze each nanoparticle one at a time, the nanopore technology yields astonishing sensitivity results, a determining asset for early virus or pollutant detection. This proceeding describes our approach to develop an integrated sensor at the nanometer level.
Published: 2016
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29. Effects of Poloxamer 188 on red blood cell membrane properties in sickle cell anaemia

Author: Bruno Le Pioufle, Miklos Rabai, Mickaël Marin, Philippe Connes, Barbara Sandor, Sophie D. Lefevre, Anaïs Mozar, Nathalie Lemonne, Olivier Français, Caroline Le Van Kim, Claudine Lapoumeroulie, Wassim El Nemer, Physiopathologie et traitement des maladies du foie, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AP-HP Hôpital Paul Brousse, Biologie Intégrée du Globule Rouge (BIGR (UMR_S_1134 / U1134)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Transversale de la Drépanocytose, CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Hôpital Ricou, ESIEE Paris, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Laboratoire Interuniversitaire de Biologie de la Motricité (LIBM ), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM), Dynamique des Structures et Interactions des Macromolécules Biologiques - Pôle de La Réunion (DSIMB Réunion), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-CHU Pointe-à-Pitre/Abymes [Guadeloupe] -Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Paul Brousse-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)-Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université des Antilles (UA)
Subjects: Erythrocyte Aggregation, Male, 0301 basic medicine, [SDV]Life Sciences [q-bio], Blood viscosity, Cell, Anemia, Sickle Cell, Poloxamer, 030204 cardiovascular system & hematology, Biology, Erythrocyte aggregation, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Cell Adhesion, medicine, Humans, Clinical severity, Cell adhesion, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Erythrocyte Membrane, Hematology, Blood Viscosity, 3. Good health, Red blood cell, 030104 developmental biology, medicine.anatomical_structure, Membrane, Immunology, Female
Abstract: Vaso-occlusive crisis (VOC) is the main acute complication in sickle cell anaemia (SS) and several clinical trials are investigating different drugs to improve the clinical severity of SS patients. A phase III study is currently exploring the profit of Velopoloxamer in SS during VOCs. We analysed, in-vitro, the effect of poloxamer (P188) on red blood cell (RBC) properties by investigating haemorheology, mechanical and adhesion functions using ektacytometry, microfluidics and dynamic adhesion approaches, respectively. We show that poloxamer significantly reduces blood viscosity, RBC aggregation and adhesion to endothelial cells, supporting the beneficial use of this molecule in SS therapy.
Published: 2016
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30. Setting parameters influence on accuracy and stability of near-field scanning microwave microscopy platform

Author: Tuami Lasri, Kamel Haddadi, Abdelhatif El Fellahi, Sijia Gu, Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN (CSAM - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Institut TELECOM/TELECOM Lille1, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Microtechnology and Instrumentation for Thermal and Electromagnetic Characterization - IEMN (MITEC - IEMN), Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)-Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF), ANR-11-EQPX-0015,Excelsior,Centre expérimental pour l'étude des propriétés des nanodispositifs dans un large spectre du DC au moyen Infra-rouge.(2011), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)
Subjects: Accuracy and precision, Spectrum analyzer, Microscope, Materials science, business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, 020206 networking & telecommunications, Near and far field, 02 engineering and technology, law.invention, [SPI]Engineering Sciences [physics], Optics, Microwave imaging, law, Microscopy, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Coaxial, business, Instrumentation, Microwave
Abstract: International audience; In this paper, the impact of different setting parameters on the performance of a microwave microscope is evaluated. This study is performed on a homemade near-field scanning microwave microscope built up with a conventional vector network analyzer and a vertical coaxial evanescent probe. A broadband matching network based on an interferometric technique is inserted between the analyzer and the probe to enhance the measurement sensitivity/accuracy in the frequency range 2-20 GHz. The performance of the system in terms of measurement accuracy and stability is derived as a function of different setting parameters. Microwave surface imaging of subwavelength features is evaluated as a demonstration. This paper provides a guide for best practice in microwave microscopy.
Published: 2016
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31. A high density microfluidic device for cell pairing and electrofusion

Author: Olivier Franşais, Bruno Le Pioufle, Marion Woytasik, Lluis M. Mir, Emile Martincic, Feriel S. Hamdi, Guillaume Mottet, Claire Dalmay, Elisabeth Dufour-Gergam, Nhat Pham Van, Julien Villemejane, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vectorologie et thérapeutiques anti-cancéreuses [Villejuif] (UMR 8203), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Le Pioufle, Bruno
Subjects: Fusion, Cell fusion, Materials science, Microfluidics, Dielectrophoresis, 02 engineering and technology, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, Chip, Cell electrofusion, [SDU] Sciences of the Universe [physics], Electrofusion, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Membrane, Microfluidic, 030220 oncology & carcinogenesis, Pairing, Biophysics, Electronic engineering, 0210 nano-technology, Engineering(all), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Functional cell electrofusion consists in the union of membrane of two cells belonging to two different lines in order to combine their functions and their genetic information. This phenomenon can be induced thanks to pulsed electric fields that lead to the permeabilization of the plasma membrane of cells. Appropriate cell fusion requires correct pairing of the cells of the two different lines. We investigate in this paper the highly parallelized cell pairing and electrofusion on a chip. Different architectures are proposed and compared, which allow the precise positioning of cells in the fusion chambers by positive DiElectroPhoresis (pDEP). The electrofusion of cells that are paired is demonstrated on the chip.
Published: 2010
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32. Electro-Optical Imaging Microscopy of Dye-Doped Artificial Lipidic Membranes

Author: Shoji Takeuchi, Toshihisa Osaki, Loïc Hugonin, Halina Mojzisova, Hiroaki Suzuki, Joseph Zyss, Bassam Hajj, Bruno Le Pioufle, Dominique Chauvat, Sophie De Reguardati, Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire (LPQM), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-The University of Tokyo (UTokyo), Institute of Industrial Sciences (IIS), and The University of Tokyo (UTokyo)
Subjects: genetic structures, Optical Phenomena, Dephasing, Lipid Bilayers, Analytical chemistry, Biophysics, Pyridinium Compounds, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Signal, Membrane Potentials, 010309 optics, Cell membrane, 0103 physical sciences, Microscopy, medicine, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Lipid bilayer, Coloring Agents, Membrane potential, business.industry, Chemistry, Cell Membrane, Membrane, Membranes, Artificial, Microfluidic Analytical Techniques, 021001 nanoscience & nanotechnology, eye diseases, Molecular Imaging, Optical phenomena, medicine.anatomical_structure, Phosphatidylcholines, Potentiometry, Optoelectronics, lipids (amino acids, peptides, and proteins), sense organs, 0210 nano-technology, business
Abstract: Artificial lipidic bilayers are widely used as a model for the lipid matrix in biological cell membranes. We use the Pockels electro-optical effect to investigate the properties of an artificial lipidic membrane doped with nonlinear molecules in the outer layer. We report here what is believed to be the first electro-optical Pockels signal and image from such a membrane. The electro-optical dephasing distribution within the membrane is imaged and the signal is shown to be linear as a function of the applied voltage. A theoretical analysis taking into account the statistical orientation distribution of the inserted dye molecules allows us to estimate the doped membrane nonlinearity. Ongoing extensions of this work to living cell membranes are discussed.
Published: 2009
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33. Positioning living cells on a high-density electrode array by negative dielectrophoresis

Author: Hiroyuki Fujita, Ph. Coquet, S.P. Faure, Marie Frénéa, B. Le Pioufle, Le Pioufle, Bruno, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-The University of Tokyo (UTokyo)
Subjects: Materials science, Silicon, 010401 analytical chemistry, chemistry.chemical_element, Bioengineering, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Multielectrode array, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Negative dielectrophoresis, 0104 chemical sciences, Biomaterials, chemistry, Mechanics of Materials, Electrode, Electrode array, Matrix form, 0210 nano-technology
Abstract: We present in this paper a large-scale microelectrode array, which allows a dielectrophoretic positioning of cells in a matrix form. The electrode structure was chosen to produce regularly spaced field minima, toward which particles are directed and concentrated, under conditions of negative DEP. The need to power thousands of electrodes at the same time guided the choice of a multilayer structure. Cells can also be directed toward small wells formed in silicon, where they remain when the field is removed.
Published: 2003
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34. A biomimetic microfluidic chip to study the circulation and mechanical retention of red blood cells in the spleen

Author: Picot, Julien, Ndour, Papa Alioune, Lefevre, Sophie D., El Nemer, Wassim, Tawfik, Harvey, Galimand, Julie, Da Costa, Lydie, Ribeil, Jean-Antoine, de Montalembert, Mariane, Brousse, Valentine, Le Pioufle, Bruno, Buffet, Pierre, Le Van Kim, Caroline, Français, Olivier, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.MHEP.HEM]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hematology, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2015
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35. A microfluidic device to determine dielectric properties of a single cell : a combined dielectrophoresis and electrorotation technique

Author: Trainito, Claudia, Français, Olivier, Le Pioufle, Bruno, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Francais, Olivier
Subjects: Electrorotation, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Microfluidic, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Dielectrophoresis, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Abstract: International audience; Electric fields interaction with living cells is commonly used in lab-on-chips. Indeed AC electrokinetic techniques (dielectrophoresis, electrorotation and traveling wave dielectrophoresis) are used to handle, trap or separate biological entities (eukaryotic cells, bacteria, yeasts, algae) in microfluidic devices.Several studies have shown how electric fields can be used to discriminate cell depending on their dielectric properties, which represents a growing interest for many biomedical applications (target cell identification from an heterogeneous biological sample, different stages of cancer disease diagnosis,...).This paper presents a microfluidic device devoted to the determination of a single cell electro-physiological properties combining dielectrophoresis force for the cell trapping, with electrorotation experiments to extract the dielectric properties of the cell. A microfluidic device has been designed for this purpose and evaluated with two different cell lines.Combining dielectrophoresis and electrorotation experiments allows reproducible measurement by avoiding possible perturbations or interactions with other cells duting the analysis within the biodevice. External sollicitations applied to biological cell might be monitored in ‘real-time’ in such microfluidic platform.
Published: 2014

36. Microsystème dédié à l’étude de la polarisation diélectrique de micro-particules dans le cadre de formation master recherche : application au micro-positionnement 3D de cellules par force de diélectrophorèse

Author: Claudia Trainito, Bruno Le Pioufle, Olivier Français, Rémi Sieskind, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Francais, Olivier
Subjects: [SPI] Engineering Sciences [physics], media_common.quotation_subject, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, 010401 analytical chemistry, 02 engineering and technology, Art, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology, Humanities, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, media_common
Abstract: International audience; A l’ENS de Cachan, le département E.E.A. a mis en place une série de travaux pratiques portant sur l’utilisation d’un microsystème « électro-fluidique », réalisé en salle blanche, pour le micro-positionnement par champ électrique d’objets inertes ou biologiques de dimension micrométrique. Cet enseignement est développé dans des formations de niveau Master.Le principe physique, exploité au travers des séances pédagogiques, est la polarisation diélectrique de microobjets soumis à des topologies de champs électriques induisant sur le dipôle la force de diélectrophorèse. Après avoir vu la théorie s’y rattachant, les étudiants utilisent et mettent en oeuvre un microsystème contenant un ensemble de configurations d’électrodes et de motifs pouvant générer le champ électrique. Ils peuvent faire de la capture de micro-objets et du positionnement contrôlé suivant quatre degrés de liberté (translation tridimensionnelle + rotation selon un axe). Pour cela, ils sont amenés à mettre en place un environnement d’instrumentation comprenant microscope, caméra, générateurs, oscilloscope, et synchroniser l’ensemble sous une interface Homme-Machine type LabVIEW©. Ils réalisent des expériences simples où ils contrôlent la position et/ou la rotation de microbilles de polystyrène (10 micromètres) et visualisent en temps réel ces expériences.La démarche pédagogique mise en oeuvre permet d’avoir une approche globale autour d’un microsystème. Les étudiants, de niveau Master, étudient non seulement la physique d’un phénomène à l’échelle du micron, mais participent à la conception et réalisation en micro-technologie d’une puce dédiée. Ils exploitent ensuite en travaux pratiques un environnement complet qui, dans le cadre de M2 recherche en biotechnologie, peut amener à des expériences sur des objets biologiques (cellules, levures, algues,..).
Published: 2014
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37. Low Temperature Irreversible Poly(DiMethyl) Siloxane Packaging of Silanized SU8 Microchannels: Characterization and Lab-on-Chip Application

Author: Bruno Le Pioufle, Marion Woytasik, Elisabeth Dufour-Gergam, Olivier Français, Feriel S. Hamdi, Magdalèna Couty, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'électronique fondamentale (IEF), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Materials science, Microchannel, Mechanical Engineering, 010401 analytical chemistry, Composite number, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Lab-on-a-chip, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, Contact angle, chemistry.chemical_compound, [SPI]Engineering Sciences [physics], chemistry, law, Silanization, Siloxane, Ultimate tensile strength, Fluidics, Electrical and Electronic Engineering, Composite material, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; In this paper, we describe and characterize a novel method, based on silanization, for strong bonding of SU8 microchannels to poly(dimethyl)siloxane (PDMS) flexible covers. First, the SU8 surface treatment process (silanization) is characterized through atomic force microscopy and contact angle measurements. The aging study proves grafting stability during more than two days. Silanized SU8 patterns and PDMS cover are finally bonded to seal the microchannel network. Such assembled microdevices can be used without leakage at flow rates above 2.4 mL/min, corresponding to 1.2 MPa if the PDMS deformation is neglected. The bonding tensile pressure exceeds 1.5 MPa, proving the packaging strength. Furthermore, SU8-PDMS composite devices display stable bonding after several weeks of storage. This rapid low cost and low temperature bonding technique is finally successfully employed to fabricate a fully packaged biochip for electric and fluidic handling of biological cells.
Published: 2014
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38. Influence of Ni 2+ on urease activity produced by biofilms of Arthrobacter oxydans 1388

Author: Lyubov Yotova, Dessislava Marinkova, Jean-Marie Ringeard, Pascal Griesmar, Université de Technologie Chimique et de Métallurgie Sofia, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine, and Instrumentation et Imagerie (SATIE-II)
Subjects: chemistry.chemical_classification, 0303 health sciences, Urease, biology, 030306 microbiology, Biofilm, Polymer, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 3. Good health, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Membrane, chemistry, Biochemistry, Acrylamide, biology.protein, Copolymer, Acrylonitrile, Hybrid material, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 030304 developmental biology, Biotechnology, Nuclear chemistry
Abstract: New TiO2-based hybrid materials composed of an organic polymer, cellulose acetate butyrate and copolymer of acrylonitrile acrylamide (AN + AA) were prepared. The effectiveness of immobilization of microbial strain Arthrobacter oxydans 1388 on the newly synthesized hybrid membranes was investigated by biochemical methods. The obtained results revealed that the matrix more suitable for biofilm formation was composed of organic polymers without a metal component in the membrane composition. The influence of Ni2+ on urease activity produced by biofilms was investigated. The experimental results demonstrated that 2 mg L−1 concentration of Ni2+ in the nutrient medium is more appropriate for biofilm proliferation.
Published: 2014
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39. Mechanical characterization and comparison of different NiTi/silicone rubber interfaces

Author: Florence Razan, T. Rey, Eric Robin, Denis Favier, A. Girard, J.-B. Le Cam, Grégory Chagnon, S. Faure, Ingénierie Biomédicale et Mécanique des Matériaux (TIMC-IMAG-BioMMat), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LAboratoire de Recherche en Mécanique Appliquée (LARMAUR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-BLAN-0902,ANiM,Matériaux architecturés Ni-Ti(2010), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Polymers and Plastics, General Chemical Engineering, Composite number, engineering.material, Silicone rubber, NiTi, Biomaterials, [PHYS.MECA.MEMA]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of materials [physics.class-ph], chemistry.chemical_compound, [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], composite, Composite material, plasma, Primer (paint), silicone rubber, Shape-memory alloy, Plasma, Characterization (materials science), primer, adhesion, chemistry, Nickel titanium, engineering, interface, Adhesive
Abstract: International audience; This paper investigates the effects of different surface treatments on the mechanical resistance of interface between wires of NiTi shape memory alloy and silicone rubber. Three different treatments were used; primer, plasma and combination of both. The wires deoxidation effects have also been studied. In order to characterize the interface properties in such composite material, pull-out tests were carried out by means of a home-made device. This test allows us to evaluate the mechanical resistance of the interface in terms of the maximum force reached during the test. First, results show that the debonding force is not higher after the wires deoxidation. This preparation is therefore not necessary. Second, using a primer PM820 and plasma separately leads to a significant improvment of the mechanical resistance. Third, the combination of these treatments (primer followed by plasma) and a longer time of exposure to the plasma alone get the debonding force higher. Consequently, NiTi/silicone rubber interface improved only by means of plasma offers a new way to obtain biocompatible interfaces in such composite material.
Published: 2014
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40. Manipulation and optical detection of colloidal functional plasmonic nanostructures in microfluidic systems

Author: Bruno Le Pioufle, Johanna Midelet, Martinus H. V. Werts, Florent Allix, Olivier Français, Céline Frochot, Laurent Griscom, Matthieu Loumaigne, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), and ANR-10-JCJC-1005,COMONSENS,Modulation contrôlée et réversible de la réponse optique des assemblages de nanoparticules de métaux nobles pour la biodétection en microfluidique(2010)
Subjects: spectroscopy, Nanophotonics, microfluidics, Nanoparticle, Physics::Optics, Nanotechnology, chemistry, chemical and biological sensors, Light scattering, Nanosensor, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Electrical and Electronic Engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Plasmon, dielectrophoresis, optical microscopy, Plasmonic nanoparticles, electrokinetics, self-assembly, Dielectrophoresis, Atomic and Molecular Physics, and Optics, fluidic microsystems, Colloidal gold, nanophotonics, nanoparticles, Biophotonics
Abstract: International audience; The very strong optical resonances of plasmonic nanostructures can be harnessed for sensitive detection of chemical and biomolecular analytes in small volumes. Here we describe an approach towards optical biosensing in microfluidic systems using plasmonic structures (functionalized gold nanoparticles) in colloidal suspension. The plasmonic nanoparticles provide the optical signal, in the form of resonant light scattering or absorption, and the microfluidic environment provides means for selectively manipulating the nanoparticles through fluid dynamics and electric fields. In the first part we discuss recent literature on functionalized colloidal particles and the methods for handling them in microfluidic systems. Then we experimentally address aspects of nanoparticle functionalization, detection through plasmonic resonant light scattering under dark-field illumination and the electrokinetic behavior of the particles under the action of an alternating electric field.
Published: 2014
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41. Challenges in recording and stimulation of living neural network based on original micro-electrode array (MEA) developments

Author: Boutzen, Jocelyn, Valet, Manon, Fradot, Valérie, Français, Olivier, Picaud, Serge, Diet, Antoine, Grzeskowiak, Marjorie, Biancheri-Astier, Marc, Le Bihan, Yann, Labouré, Eric, Bouklachi, Madjda, Cottance, M., Nazeer, S., Rousseau, Lionel, Lissorgues, Gaelle, Joucla, S., Yvert, B., Lewis, N., Bornat, Y., Renaud, S., Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Institut de la Vision, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Laboratoire des signaux et systèmes (L2S), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de génie électrique de Paris (LGEP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-SUPELEC-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire IAAI (ESIEE), École Supérieure d'Ingénieurs en Électronique et Électrotechnique, Centre de neurosciences intégratives et cognitives (CNIC), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Institut de Neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (INCIA), and Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-SFR Bordeaux Neurosciences-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Bioelectronics, Engineering, Artificial neural network, business.industry, Nanotechnology, Neural engineering, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Microelectrode, Micro electrode, Electronic engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SDV.IB.BIO]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience; Recent research in micro-manufacturing together with new technologies in bioelectronics can lead to neuroscience applications to explore the properties of neural networks. Micro Electrode Arrays correspond to a well suited tool to either stimulate or record large populations of cultured cells and tissues. Based on existing state-of-the-art MEAs, the paper describes original developments to improve either recording or stimulation of neural networks, focusing on action potential discrimination.
Published: 2013
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42. Optical microscopy and spectroscopy of analyte-sensitive functionalized gold nanoparticles in microfluidic systems

Author: Bruno Le Pioufle, Julien R. G. Navarro, Olivier Français, Vincent Raimbault, Martinus H. V. Werts, Anne Débarre, Matthieu Loumaigne, Laurent Griscom, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'intégration, du matériau au système (IMS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Laboratoire Aimé Cotton (LAC), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Analyte, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Materials science, Microfluidics, Nanoparticle, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Dark field microscopy, Light scattering, 0104 chemical sciences, law.invention, Optical microscope, Colloidal gold, law, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, 0210 nano-technology, Plasmon
Abstract: International audience; The use of microfluidic devices for the handling and analysis of suspensions of colloidal gold particles is presented. The plasmonic particles are detected via their resonant light scattering (RLS) in a simple and versatile LED-based dark field illumination geometry. RLS enables both microscopic imaging and microspectroscopy. The measurement of the diffusion coefficient of nanoparticles in this type of devices is demonstrated. Nanoparticles are separated from small (free ligand) molecules in a continuous flow process. Reversible aggregation of functionalized particles is detected in microflow by means of RLS, which opens perspectives for the development of microfluidic bioplasmonic detection schemes.
Published: 2013
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43. La mesure de la bio-impédance d'un végétal comme moyen d'introduire le domaine de la biologie dans une formation E.E.A

Author: Olivier Français, Bruno Le Pioufle, Francais, Olivier, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: électroporation, Bio-impédance, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], 05 social sciences, 050301 education, 0102 computer and information sciences, 01 natural sciences, Modèle de Cole-Cole, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, modèles électriques, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Electroporation, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, 010201 computation theory & mathematics, Cole-Cole, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 0503 education, estimation de paramètres, [SPI.SIGNAL] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: National audience; Cet article présente l'utilisation d'un tissu biologique végétal comme support pédagogique auprès d'élèves dans une formation EEA de niveau L3 pour les sensibiliser aux interactions entre le champ électrique et le vivant, et les initier à l'électrophysiologie . Il permet de montrer aux élèves le rôle que peut avoir l'E.E.A. et la physique appliquée. dans des disciplines scientifiques très variées, et ici en particulier dans le domaine de la biologie. La partie expérimentale de cet enseignement, inclue une phase d'instrumentation pour la mesure, puis d'extraction des paramètres pour la détermination d'un modèle électrique du tissu biologique et enfin une phase d'étude d'effets induits par un choc électrique sur ce tissu. En s'appuyant sur la mesure d'une bio-impédance dans la gamme [100Hz - 5MHz] les élèves établissent le modèle équivalent électrique du tissu végétal (ici un simple morceau de pomme de terre). Ils mettent en évidence le comportement en fréquence du tissu biologique et sa nature: assemblage de cellules au sein d'un milieu extracellulaire conducteur (conduction ionique). Deux modèles électriques sont confrontés aux mesures expérimentales (modèle de Fricke et de Cole-Cole) par une extraction des paramètres en utilisant la méthode des moindres carrés et comparés pour en voir les limites. Enfin, une fois ces modèles assimilés, les élèves étudient l'évolution de la valeur des paramètres trouvés lors de l'application d'un choc électrique sur le tissu biologique et tente d'analyser ce qui se passe au sein du tissu. Au final, les élèves de L3 y ont vu un regard qu'ils n'imaginaient pas de l'EEA, très appliqué et original à l'aide d'un support étonnant que constitue une pomme de terre.
Published: 2013
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44. Microarray of non-connected gold pads used as high density electric traps for parallelized pairing and fusion of cells

Author: Bruno Le Pioufle, Elisabeth Dufour-Gergam, Feriel S. Hamdi, Olivier Français, Frédéric Subra, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IEF, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Laboratoire de Biotechnologie et Pharmacogénétique Appliquée (LBPA), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Microfluidics, Biomedical Engineering, microfluidics, Nanotechnology, Context (language use), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, law.invention, Electrofusion, Colloid and Surface Chemistry, law, Electric field, cancer, General Materials Science, genetics, cellular biophysics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Fluid Flow and Transfer Processes, 87.85.Ox, lab-on-a-chip, Chemistry, 010401 analytical chemistry, biomembranes, Dielectrophoresis, Lab-on-a-chip, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Electrophoresis, Pairing, electrophoresis, bioelectric potentials, 0210 nano-technology, bioMEMS, Regular Articles
Abstract: International audience; Cell fusion consists of inducing the formation of a hybridoma cell containing the genetic properties of the progenitor cells. Such an operation is usually performed chemically or electrically. The latter method, named electrofusion, is considered as having a strong potential, due to its efficiency and non-toxicity, but deserves further investigations prior to being applicable for key applications like antibody production and cancer immunotherapy. Indeed, to envision such applications, a high amount of hybrid cells is needed. In this context, we present in this paper a device for massive cell pairing and electrofusion, using a microarray of non-connected conductive pads. The electrofusion chamber--or channel--exposes cells to an inhomogeneous electric field, caused by the pads array, enabling the trapping and pairing of cells with dielectrophoresis (DEP) forces prior to electrofusion. Compared to a mechanical trapping, such electric trapping is fully reversible (on/off handling). The DEP force is contactless and thus eases the release of the produced hybridoma. Moreover, the absence of wire connections on the pads permits the high density trapping and electrofusion of cells. In this paper, the electric field mapping, the effect of metallic pads thickness, and the transmembrane potential of cells are studied based on a numerical model to optimize the device. Electric calculations and experiments were conducted to evaluate the trapping force. The structure was finally validated for cell pairing and electrofusion of arrays of cells. We believe that our approach of fully electric trapping with a simple structure is a promising method for massive production of electrofused hybridoma.
Published: 2013
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45. Insertion of Functional Proteins into Bilayer Lipid Membrane using a Cell-Free Expression System

Author: Vincent Noireaux, Emmanuelle Trévisiol, Jean-Marie François, Christophe Vieu, Bruno LePioufle, Olivier Français, Christophe Thibault, Coutable Angelique, Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), University of Minnesota System, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Équipe NanoBioSystèmes (LAAS-NBS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Orientations of Proteins in Membranes database, Chemistry, Bilayer, [SDV]Life Sciences [q-bio], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Peripheral membrane protein, Membrane fluidity, Biophysics, Biological membrane, Lipid bilayer phase behavior, Model lipid bilayer, Lipid bilayer, Cell biology
Abstract: International audience; The incorporation of well-conformed membrane proteins within lipid bilayer is an important challenge because these proteins play a major role in every living cell and are key factors in cell-cell interaction, signal transduction and transport of ions and nutrients. To insert an integral membrane protein in a lipid bilayer it is important to separate the lipid bilayer from the supporting solid substrate in order to minimize interactions of the protein with the substrate and to provide adequate space for the protein incorporation.We chose to produce two kind of lipid bilayer membrane, a suspended membrane in which alpha hemolysin nanopores were produced and incorporated and a tethered Bilayer Lipid Membrane (tBLM), spaced from the surface by a tethering molecule as a polyethylene glycol (PEG), for the incorporation of a transmembrane protein like Aquaporin Z.The two membrane proteins were produced directly on the top of the lipid bilayers using a cell-free expression system, without any purification. This alternative technique is not affected by cell physiology and allows producing membrane proteins in a correct conformation without toxicity limitation, protein aggregation or misfolding. To demonstrate that these proteins produced with this cell free expression system are inserted and functional in a lipid bilayer, we used Quartz Crystal Microbalance with Dissipation monitoring (QCM-D), Atomic Force Microscopy (AFM), Surface Plasmon Resonance (SPR) and ion current recording experimentations.
Published: 2013
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46. A microfluidic device with removable packaging for the real time visualisation of intracellular effects of nanosecond electrical pulses on adherent cells

Author: Claire Dalmay, Olivier Français, B. Le Pioufle, L. Mir, M. A. De Menorval, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vectorologie et thérapeutiques anti-cancéreuses [Villejuif] (UMR 8203), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: Materials science, Fabrication, Time Factors, Microfluidics, Biomedical Engineering, Intracellular Space, Bioengineering, Context (language use), Nanotechnology, 02 engineering and technology, Biochemistry, Cell Line, 03 medical and health sciences, Electricity, Electric field, Cricetinae, Miniaturization, Cell Adhesion, Product Packaging, Animals, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Biochip, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, General Chemistry, Equipment Design, Nanosecond, Microfluidic Analytical Techniques, 021001 nanoscience & nanotechnology, Molecular Imaging, Electrode, Calcium, Glass, 0210 nano-technology
Abstract: Dalmay, C De Menorval, M A Francais, O Mir, L M Le Pioufle, B England Lab on a chip Lab Chip. 2012 Oct 16;12(22):4709-15. doi: 10.1039/c2lc40857k.; The biological mechanisms induced by the application of nanosecond pulsed electric fields (nsPEFs: high electrical field amplitude during very short duration) on cells remain partly misunderstood. In this context, there is an increasing need for tools that allow the delivering of such pulses with the possibility to monitor their effects in real-time. Thanks to miniaturization and technology capabilities, microtechnologies offer great potential to address this issue. We report here the design and fabrication of a microfluidic device optimized for the delivery of ultra short (10 ns) and intense (up to 280 kV cm(-1)) electrical pulses on adherent cells, and the real time monitoring of their intracellular effects. Ultra short electric field pulses (nsPEFs or nanopulses) affect both the cell membrane and the intracellular organelles of the cells. In particular, intracellular release of calcium from the endoplasmic reticulum was detected in real time using the device, after exposure of adherent cells to these nsPEFs. The high intensity and spatial homogeneity of the electric field could be achieved in the device thanks to the miniaturization and the use of thick (25 mum) electroplated electrodes, disposed on a quartz substrate whose transparency allowed real time monitoring of the nsPEFs effects. The proposed biochip is compatible with cell culture glass slides that can be placed on the chip after separate culture of several days prior to exposure. This device allows the easy exposure of almost any kind of attached cells and the monitoring in real time while exposed to nsPEFs, opening large possibilities for potential use of the developed biochips.
Published: 2012
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47. Foam films in the presence of functionalized gold nanoparticles

Author: Janine Emile, Federico Casanova, Julien R. G. Navarro, Martinus H. V. Werts, Florian Meneau, Olivier Emile, Franck Artzner, Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), URU 435 Laboratoire de physique des lasers (URU 435 LPL), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Rennes (UR)
Subjects: Materials science, Nanoparticle, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Micelle, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Biomaterials, Colloid and Surface Chemistry, Pulmonary surfactant, Chemical engineering, Colloidal gold, Critical micelle concentration, Monolayer, Surface charge, [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], Thin film, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Dry aqueous foams made of anionic surfactant (SDS) and spherical gold nanoparticles are studied by small angle X-ray scattering and by optical techniques. To obtain stable foams, the surfactant concentration is well above the critical micelle concentration. The specular reflectivity signal obtained on a very thin film (thickness 20 nm) shows that functionalized nanoparticles (17 nm typical size) are trapped within the film in the form of a single monolayer. In order to isolate the film behavior, investigations are made on a single film confined in a tube. The film thinning according to the ratio of functionalized nanoparticle and SDS micelles (1:1, 1:10, 1:100) is mainly governed by the structural arrangement of SOS micelles. In thick films, nanoparticles tend to form aggregates that disappear during drainage. In particular self-organization of nanoparticles (with different surface charge) inside the film is not detected.
Published: 2012
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48. Dielectrophoretic separation of blood pathogens ou Bacterial extraction from biological samples using DEP forces

Author: Bisceglia, Emilie, Cubizolles, Myriam, Mallard, Frédéric, Français, Olivier, Le Pioufle, Bruno, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biomérieux, Technology Research Department, BIOMERIEUX, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Le Pioufle, Bruno
Subjects: [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, respiratory system, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, complex mixtures
Abstract: International audience; We report here a method based on DEP separation to concentrate pathogens out of a biological sample by combining positive and negative DEP to separate pathogens from the sample matrix. In this approach, we take advantage from the large tolerance of micro-organisms towards osmotic shock to perform dielectrophoretic separation in a low electric conductivity medium. This condition enables to collect micro-organisms by positive DEP, while lysed blood cells are repelled from the electrodes by negative DEP. Our microfluidic device is designed based on numerical simulation. This approach is validated on a large range of microorganisms, since it has been tested with different species of bacteria (S. epidermidis (Gram +) and E. coli (Gram -)) and yeasts (C. albicans).
Published: 2012

49. A microfluidic biochip for the nanoporation of living cells

Author: Lluis M. Mir, Julien Villemejane, Olivier Français, Bruno Le Pioufle, Aude Silve, Delia Arnaud-Cormos, Philippe Lévêque, Claire Dalmay, Vanessa Joubert, MINACOM, XLIM (XLIM), Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Limoges (UNILIM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Vectorologie et transfert de gènes (VTG / UMR8121), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), OSA, Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Cell Membrane Permeability, Materials science, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Microfluidics, Biomedical Engineering, Biophysics, Nanotechnology, 02 engineering and technology, Cell Line, 03 medical and health sciences, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, Cricetinae, Microfluidic channel, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrochemistry, Animals, Time domain, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Biochip, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, business.industry, Cell Membrane, 020206 networking & telecommunications, High voltage, Equipment Design, General Medicine, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Fibroblasts, Microfluidic Analytical Techniques, Nanosecond, Chip, Electroporation, Behavioral response, Optoelectronics, business, Biotechnology
Abstract: International audience; This paper deals with the development of a microfluidic biochip for the exposure of living cells to nanosecond pulsed electric fields (nsPEF). When exposed to ultra short electric pulses (typical duration of 3-10ns), disturbances on the plasma membrane and on the intra cellular components occur, modifying the behavioral response of cells exposed to drugs or transgene vectors. This phenomenon permits to envision promising therapies. The presented biochip is composed of thick gold electrodes that are designed to deliver a maximum of energy to the biological medium containing cells. The temporal and spectral distributions of the nsPEF are considered for the design of the chip. In order to validate the fabricated biochip ability to orient the pulse towards the cells flowing within the exposition channels, a frequency analysis is provided. High voltage measurements in the time domain are performed to characterize the amplitude and the shape of the nsPEF within the exposition channels and compared to numerical simulations achieved with a 3D Finite-Difference Time-Domain code. We demonstrate that the biochip is adapted for 3 ns and 10 ns pulses and that the nsPEF are homogenously applied to the biological cells regardless their position along the microfluidic channel. Furthermore, biological tests performed on the developed microfluidic biochip permit to prove its capability to permeabilize living cells with nanopulses. To the best of our knowledge, we report here the first successful use of a microfluidic device optimized for the achievement and real time observation of the nanoporation of living cells.
Published: 2011
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50. Insulated gold micro singularities for high density cell trapping based on dielectrophoresis

Author: Dalmay, Claire, Français, Olivier, Subra, Frédéric, Le Pioufle, Bruno, Le Pioufle, Bruno, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biotechnologie et Pharmacogénétique Appliquée (LBPA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS), Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: cell chips, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, biochips, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, microfluidique, diélectrophorèse
Abstract: International audience; Dielectrophoresis (DEP) is broadly used in microfluidic systems for the cell therapies or medical diagnostics [1] because of its capability to handle and sort biological cells [2,3]. In this paper, a new method to trap cells on-chip with high density arraying capabilities is proposed. The principle is based on the use of metallic singularities arrayed within the flowing channel of the biochip. These singularities, even at a floating potential, induce a non uniform electrical field within the structure, responsible of a strong DEP force applied to cells. Indeed, we will demonstrate in the paper that metallic singularities generate stronger DEP forces, compared to more conventional methods where micro-dots of insulating material are arrayed to produce the electrical field traps. [4]. To the best of our knowledge, we report here the first successful use of such floating potential metallic singularities to trap cells
Published: 2011

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