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2. Correction of 2π Phase Jumps for Silicon Photonic Sensors Based on Mach Zehnder Interferometers with Application in Gas and Biosensing
- Author
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Loic Laplatine, Sonia Messaoudene, Nicolas Gaignebet, Cyril Herrier, and Thierry Livache
- Subjects
silicon photonics ,Mach Zehnder interferometers ,phase unwrapping ,biosensors ,olfactory sensors ,Chemical technology ,TP1-1185 - Abstract
Silicon photonic sensors based on Mach Zehnder Interferometers (MZIs) have applications spanning from biological and olfactory sensors to temperature and ultrasound sensors. Although a coherent detection scheme can solve the issues of sensitivity fading and ambiguity in phase direction, the measured phase remains 2π periodic. This implies that the acquisition frequency should ensure a phase shift lower than π between each measurement point to prevent 2π phase jumps. Here, we describe and experimentally characterize two methods based on reference MZIs with lower sensitivities to alleviate this drawback. These solutions improve the measurement robustness and allow the lowering of the acquisition frequency. The first method is based on the phase derivative sign comparison. When a discrepancy is detected, the reference MZI is used to choose whether 2π should be added or removed from the nominal MZI. It can correct 2π phase jumps regardless of the sensitivity ratio, so that a single reference MZI can be used to correct multiple nominal MZIs. This first method relaxes the acquisition frequency requirement by a factor of almost two. However, it cannot correct phase jumps of 4π, 6π or higher between two measurement points. The second method is based on the comparison between the measured phase from the nominal MZI and the phase expected from the reference MZI. It can correct multiple 2π phase jumps but requires at least one reference MZI per biofunctionalization. It will also constrain the corrected phase to lie in a limited interval of [−π, +π] around the expected value, and might fail to correct phase shifts above a few tens of radians depending on the disparity of the nominal sensors responses. Nonetheless, for phase shift lower than typically 20 radians, this method allows the lowering of the acquisition frequency almost arbitrarily.
- Published
- 2024
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3. Chauffage par effet plasmon pour la désorption localisée de cellules capturées sur une biopuce
- Author
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Thierry Livache, Yoann Roupioz, Dieudonné R. Baganizi, Patrice N. Marche, Roberto Calemczuk, Radoslaw Bombera, Elodie Engel, Loïc Leroy, Loïc Laplatine, Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'oncologie/développement Albert Bonniot de Grenoble, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU GRENOBLE-Inserm : U823-EFS, Chimie pour la Reconnaissance et l’Etude d’Assemblages Biologiques (CREAB), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), INSERM U823, équipe 8 (Immunologie Analytique des Pathologies Chroniques), Institut d'oncologie/développement Albert Bonniot de Grenoble (INSERM U823), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU Grenoble-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-CHU Grenoble-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), CHU GRENOBLE-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Inserm : U823-EFS, Engel, Elodie, and Sciencesconf.org, CCSD
- Subjects
[PHYS]Physics [physics] ,[SPI] Engineering Sciences [physics] ,Chemistry ,Analytical chemistry ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,01 natural sciences ,[PHYS] Physics [physics] ,0104 chemical sciences ,[SPI]Engineering Sciences [physics] ,Biophysics ,Laser illumination ,Surface plasmon resonance ,0210 nano-technology ,Biochip ,Engineering (miscellaneous) ,Instrumentation ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS - Abstract
International audience; This work proposes a miniaturized system able to perform multiple cell capture followed by cell-type selective release from a biochip surface. Unlabeled lymphocytes are first specifically captured onto a DNA array by antibody-DNA conjugates. The immobilized cells are subsequently released under spatio-temporal control within local heating generated by intense Surface Plasmon Resonance (SPR) produced by laser illumination.
- Published
- 2016
4. A Simple Microfluidic Platform for Long-Term Analysis and Continuous Dual-Imaging Detection of T-Cell Secreted IFN-γ and IL-2 on Antibody-Based Biochip
- Author
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Thierry Livache, Patrice N. Marche, S. Heidmann, Samia Menad, Yoann Roupioz, Loïc Laplatine, Loïc Leroy, Stacie J. Fairley, Dieudonné R. Baganizi, Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Groupe matière condensée et matériaux (GMCM), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Contrôle moléculaire de la réponse immune specifique, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ROUPIOZ, Yoann, Structures et propriétés d'architectures moléculaire ( SPRAM - UMR 5819 ), Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Groupe matière condensée et matériaux ( GMCM ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant ( LAAS-ELIA ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), 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 ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), and SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé ( SYMMES )
- Subjects
Adult ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Antibody microarray ,Cell Survival ,medicine.medical_treatment ,T cell ,lcsh:Biotechnology ,T-Lymphocytes ,Clinical Biochemistry ,Protein Array Analysis ,biochip ,microfluidics ,Immunofluorescence ,Article ,Flow cytometry ,Interferon-gamma ,[ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry ,PDMS ,Lab-On-A-Chip Devices ,lcsh:TP248.13-248.65 ,antibody ,medicine ,Humans ,Biochip ,Cytokine ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,medicine.diagnostic_test ,biology ,[CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry ,ELISPOT ,self-assembled monolayers ,[ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,General Medicine ,Equipment Design ,Surface Plasmon Resonance ,[CHIM.ORGA] Chemical Sciences/Organic chemistry ,Molecular biology ,[SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,medicine.anatomical_structure ,SPR imaging ,biology.protein ,Interleukin-2 ,Antibody ,Antibodies, Immobilized - Abstract
The identification and characterization, at the cellular level, of cytokine productions present a high interest for both fundamental research and clinical studies. However, the majority of techniques currently available (ELISA, ELISpot, flow cytometry, etc.) have several shortcomings including, notably, the assessment of several cytokines in relation to individual secreting cells and the monitoring of living cell responses for a long incubation time. In the present work, we describe a system composed of a microfluidic platform coupled with an antibody microarray chip for continuous SPR imaging and immunofluorescence analysis of cytokines (IL-2 and IFN-γ) secreted by T-Lymphocytes, specifically, and stably captured on the biochip under flow upon continued long-term on-chip culture (more than 24 h).
- Published
- 2015
5. Spatial resolution in prism-based surface plasmon resonance microscopy
- Author
-
Roberto Calemczuk, Thierry Livache, Dieudonné R. Baganizi, Patrice N. Marche, Loïc Laplatine, Loïc Leroy, Yoann Roupioz, Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Groupe matière condensée et matériaux (GMCM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Contrôle moléculaire de la réponse immune specifique, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant ( LAAS-ELIA ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), 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 ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Groupe matière condensée et matériaux ( GMCM ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Structures et propriétés d'architectures moléculaire ( SPRAM - UMR 5819 ), Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), and SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé ( SYMMES )
- Subjects
Materials science ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,02 engineering and technology ,01 natural sciences ,010309 optics ,Optics ,[ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry ,0103 physical sciences ,Surface plasmon resonance ,Image resolution ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Total internal reflection ,Microscopy ,business.industry ,[CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry ,Surface plasmon ,Resolution (electron density) ,PDMS stamp ,[ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Equipment Design ,Surface Plasmon Resonance ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,Prism ,0210 nano-technology ,business ,Localized surface plasmon - Abstract
International audience; Several optical surface sensing techniques, such as Surface Plasmon Resonance (SPR), work by imaging the base of a prism by one of its faces. However, such a fundamental optical concern has not been fully analyzed and understood so far, and spatial resolution remains a critical and controversial issue. In SPR, the propagation length L-x of the surface plasmon waves has been considered as the limiting factor. Here, we demonstrate that for unoptimized systems geometrical aberrations caused by the prism can be more limiting than the propagation length. By combining line-scan imaging mode with optimized prisms, we access the ultimate lateral resolution which is diffraction-limited by the object light diffusion. We describe several optimized configurations in water and discuss the trade-off between L-x and sensitivity. The improvement of resolution is confirmed by imaging micro-structured PDMS stamps and individual living eukaryote cells and bacteria on field-of-view from 0.1 to 20 mm(2)
- Published
- 2014
6. Photothermal effect for localized desorption of primary lymphocytes arrayed on an antibody/DNA-based biochip
- Author
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Elodie Engel, Patrice N. Marche, Yoann Roupioz, Roberto Calemczuk, Loïc Laplatine, Dieudonné R. Baganizi, Thierry Livache, Loïc Leroy, Radoslaw Bombera, Groupe matière condensée et matériaux (GMCM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Biologie à Grande Échelle (BGE - UMR S1038), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Contrôle moléculaire de la réponse immune specifique, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ROUPIOZ, Yoann, Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Groupe matière condensée et matériaux ( GMCM ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Structures et propriétés d'architectures moléculaire ( SPRAM - UMR 5819 ), Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Biologie à Grande Échelle ( BGE - UMR S1038 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant ( LAAS-ELIA ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), 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 ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Toulouse III - Paul Sabatier ( UPS ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), and SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé ( SYMMES )
- Subjects
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,T-Lymphocytes ,Biomedical Engineering ,Bioengineering ,Nanotechnology ,Biochemistry ,Antibody dna ,Antibodies ,Mice ,[ CHIM.ORGA ] Chemical Sciences/Organic chemistry ,Desorption ,Animals ,A-DNA ,Surface plasmon resonance ,Biochip ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,B-Lymphocytes ,Chemistry ,[CHIM.ORGA]Chemical Sciences/Organic chemistry ,Photothermal effect ,[ SDV.BIO ] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,General Chemistry ,DNA ,Cells, Immobilized ,Surface Plasmon Resonance ,[CHIM.ORGA] Chemical Sciences/Organic chemistry ,[SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Tissue Array Analysis ,Biophysics ,Laser illumination - Abstract
This work proposes a miniaturized system able to perform multiple cell capture followed by cell-type selective release from a biochip surface. Unlabelled lymphocytes were first specifically captured onto a DNA array by antibody–DNA conjugates. The immobilized cells were subsequently released under spatiotemporal control within local heating generated by intense Surface Plasmon Resonance (SPR) produced by laser illumination.
- Published
- 2014
7. Assembly of live micro-organisms on microstructured PDMS stamps by convective/capillary deposition for AFM bio-experiments
- Author
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Etienne Dague, Christophe Thibault, Laurence Ressier, B. Viallet, Eric Jauvert, Loïc Laplatine, Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), 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, Équipe NanoBioSystèmes (LAAS-NBS), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), 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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), 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)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn] ,Materials science ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Capillary action ,Bioengineering ,Nanotechnology ,02 engineering and technology ,Saccharomyces cerevisiae ,Microscopy, Atomic Force ,Buffer (optical fiber) ,03 medical and health sciences ,Deposition (phase transition) ,General Materials Science ,Dimethylpolysiloxanes ,Electrical and Electronic Engineering ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,030304 developmental biology ,0303 health sciences ,Atomic force microscopy ,Mechanical Engineering ,Aspergillus fumigatus ,PDMS stamp ,Force spectroscopy ,technology, industry, and agriculture ,General Chemistry ,Cells, Immobilized ,Spores, Fungal ,021001 nanoscience & nanotechnology ,3. Good health ,Mechanics of Materials ,0210 nano-technology - Abstract
International audience; Immobilization of live micro-organisms on solid substrates is an important prerequisite for atomic force microscopy (AFM) bio-experiments. The method employed must immobilize the cells firmly enough to enable them to withstand the lateral friction forces exerted by the tip during scanning but without denaturing the cell interface. In this work, a generic method for the assembly of living cells on specific areas of substrates is proposed. It consists in assembling the living cells within the patterns of microstructured, functionalized poly-dimethylsiloxane (PDMS) stamps using convective/capillary deposition. This versatile approach is validated by applying it to two systems of foremost importance in biotechnology and medicine: Saccharomyces cerevisiae yeasts and Aspergillus fumigatus fungal spores. We show that this method allows multiplexing AFM nanomechanical measurements by force spectroscopy on S. cerevisiae yeasts and high-resolution AFM imaging of germinated Aspergillus conidia in buffer medium. These two examples clearly demonstrate the immense potential of micro-organism assembly on functionalized, microstructured PDMS stamps by convective/capillary deposition for performing rigorous AFM bio-experiments on living cells.
- Published
- 2011
8. Nanostructuration of soft hydrogels: synthesis and characterization of saccharidic methacrylate gels
- Author
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Christophe Vieu, Christophe Thibaut, Juliette Fitremann, Anne-Françoise Mingotaud, Philippe Martinoty, Seila Rodriguez Vilches, Childérick Séverac, Dominique Collin, Loïc Laplatine, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut des Technologies Avancées en sciences du Vivant (ITAV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), 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 Charles Sadron (ICS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - 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Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Materials science ,Polymers and Plastics ,Radical polymerization ,Cationic polymerization ,Nanotechnology ,02 engineering and technology ,010402 general chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Methacrylate ,01 natural sciences ,0104 chemical sciences ,Characterization (materials science) ,chemistry.chemical_compound ,Colloid and Surface Chemistry ,Monomer ,Photopolymer ,[CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers ,chemistry ,Self-healing hydrogels ,Polymer chemistry ,Materials Chemistry ,Physical and Theoretical Chemistry ,[SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics ,0210 nano-technology ,Biosensor - Abstract
International audience; With the tremendous development of biosensors, there is a strong need in new biocompatible materials avoiding possible denaturing of biological species, which can be easily processed with already existing technologies. The scope of this study was to develop new hydrogels which could be nanostructured by common lithographic methods. Therefore, new methacrylate hydrogels are described, which include functionalized monomers bearing either neutral groups, such as saccharidic moieties, anionic, or cationic groups. The gels have been synthesized by redox or photochemical-initiated radical polymerization. Their porosity has been characterized by thermoporometry, AFM, and electronic microscopy. The kinetics of the photocross-linking has been analyzed by piezorheometry on some of the materials and has been shown to be compatible with technological process time range. Although the obtained hydrogels are soft, their nanostructuration into 500-nm patterns could be performed by nanoimprint photolithography process, and these patterns were observed to be stable for several months.
- Published
- 2011
Catalog
Books, media, physical & digital resources
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