Notre équipe développe des systèmes de caractérisation biophysique destinés à la bioproduction, aux biothérapies et à la médecine personnalisée. Ils reposent notamment sur des résonateurs à nanocanal suspendu (SNR, Suspended Nanochannel Resonator), des capteurs nanomécaniques ultrasensibles permettant de peser des nanovecteurs biologiques individuellement. Leur utilisation exige une intégration mécanique, électronique et fluidique robuste, garante de mesures fiables et reproductibles.

Ces travaux s’inscrivent dans une collaboration scientifique de plus de dix ans avec le laboratoire du Pr Scott Manalis au Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis), autour des technologies SMR et SNR. Elle a notamment donné lieu à des publications communes dans Nature Biotechnology (2016), ACS Sensors (2020) et Nano Letters (2022).

Ce stage de six mois portera sur le développement et l’optimisation de l’interposeur fluidique reliant les échantillons aux puces SNR, afin de fiabiliser les mesures et de limiter la consommation de matière biologique. Deux axes seront explorés : l’intégration d’une membrane poreuse en amont des capteurs pour réduire le risque de colmatage des nanocanaux ; et le contrôle de l’injection de faibles volumes d’échantillons grâce à la technologie FlowStretch, fondée sur des microvannes et chambres microfluidiques à membrane élastomère déformable.

Les solutions seront conçues sous forme de cartouches microfluidiques, fabriquées puis intégrées au banc de mesure. Des essais sur nanoparticules d’or et sur échantillons biologiques, notamment des vésicules extracellulaires (EVs) et des vecteurs viraux adéno-associés (AAVs), permettront d’identifier les limitations actuelles et de qualifier les nouvelles fonctions. L’étude pourra éventuellement être étendue aux bactéries si de nouveaux capteurs SNR adaptés sont disponibles pendant le stage.

Les gains seront évalués quantitativement par comparaison avec le système de référence : fréquence de colmatage, volume d’échantillon consommé, reproductibilité des injections et rendement de mesure des particules individuelles à concentration donnée.

Missions principales:

Apprentissage du banc expérimental existant dans différentes configurations pour caractériser ses limites. Concevoir sous SolidWorks de nouvelles cartouches microfluidiques et les intégrer aux puces SNR. Préparer les échantillons, réaliser les mesures sur nanoparticules d’or et nanovecteurs biologiques, puis analyser les résultats. Valider expérimentalement les modules de filtration et d’injection sur des échantillons biologiques et quantifier les améliorations obtenues.

Publications
1. N. Cermak et al., Nature Biotechnology, 34, 1052–1059 (2016).

2. M. Gagino et al., ACS Sensors, 5, 1230–1238 (2020). 

3. G. Katsikis et al., Nano Letters, 22, 1511–1517 (2022).

4. Barrucand O. et al., IEEE MEMS 2026

Vous recherchez un stage de fin d'études de 6 mois dans le cadre d'une formation d'ingénieur ou d'un Master 2 à forte composante scientifique et expérimentale.

Vous disposez d'une solide formation en physique appliquée, mécanique des fluides, microsystèmes ou instrumentation, avec un intérêt marqué pour la microfluidique, les nanotechnologies et la biophysique à l'échelle de la particule individuelle. Une formation pluridisciplinaire associant physique, chimie et biologie, ou une spécialisation en biotechnologies ou ingénierie biomédicale, serait particulièrement appréciée.

Vous souhaitez mettre vos connaissances scientifiques au service du développement de technologies innovantes pour la santé, dans un environnement de recherche à l'interface entre ingénierie, physique et sciences du vivant.

Vous appréciez autant la compréhension des phénomènes physiques que leur mise en application expérimentale. Vous êtes motivé(e) par la conception de dispositifs microfluidiques, leur intégration dans des systèmes de mesure de haute sensibilité et l'analyse quantitative de leurs performances.

Vous êtes à l'aise avec la prise en main d'instruments de laboratoire et souhaitez vous investir dans la conception et la mise en œuvre de protocoles expérimentaux. Des connaissances en conception assistée par ordinateur (CAO, idéalement SolidWorks), en instrumentation électronique et en traitement de données (MATLAB) seraient appréciées. Un intérêt pour le pilotage d'instruments sous LabVIEW, notamment pour le suivi fréquentiel de résonateurs nanomécaniques à l'aide de systèmes FPGA, constituerait également un atout. Une première expérience en microfluidique, microfabrication ou biophysique expérimentale serait appréciée, sans être indispensable.

Vous êtes également disposé(e) à travailler sur des échantillons biologiques, dans le respect des règles de sécurité et des bonnes pratiques applicables aux laboratoires de biologie de niveau de confinement 1 (BSL-1).

Vous faites preuve de curiosité scientifique, de rigueur expérimentale, d'esprit critique et d'autonomie. Vos capacités d'analyse et de synthèse vous permettent d'interpréter les résultats expérimentaux, d'identifier les limitations rencontrées et de proposer des pistes d'amélioration.

Enfin, vous appréciez le travail en équipe pluridisciplinaire et possédez de bonnes qualités relationnelles et de communication pour échanger avec des chercheurs et ingénieurs de différentes spécialités. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique est souhaitée