Cytométrie en flux : conception d'un appareil et validation expérimentale

Flow citometry : design, development and experimental validation

• Auteur / Autrice : Alain Seigneur
• Direction : Michel Sauzade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Michel Sauzade
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Sauzade, Jean-Pierre Morucci, Jean-Claude Gaucher, Maurice Gaudaire, Alain Lansiart
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alain Lansiart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytométrie de flux

Mots clés libres

Analyse cellulaire

Tri cellulaire

Mesure électrique du volume

Diffusion

Fluorescence

Résumé

La cytométrie en flux est une technique qui permet l'analyse et le tri de cellules biologiques vivantes à des cadences pouvant atteindre cinq à dix mille évènements par seconde. Après un rapide historique, nous présentons dans ce mémoire la conception et le développement d'un appareil ''haut-de-gamme'' ainsi que les résultats expérimentaux. La première partie expose les principes physiques permettant l'étude morphologique et fonctionnelle des cellules ou des constituants cellulaires. Les paramètres accessibles sont la mesure électrique du volume, la diffusion de la e et la fluorescence. Le principe du centrage hydrodynamique y est également présenté, ainsi que le fractionnement d'un jet d'eau en gouttelettes permettant le tri électrostatique des particules. Dans la deuxième partie, nous décrivons l'appareil que nous avons conçu au Commissariat à l'Energie Atomique (C. E. A. ) et industrialisé par la Société ODAM (ATC 3000). La dernière partie de cette thèse est consacrée à l'évaluation des performances de ce cytomètre. Nous analysons la différence entre les deux méthodes de mesure de la taille volume par la méthode électrique comparé à la diffusion aux petits angles. Nous montrons que notre optique originale a une sensibilité élevée pour la mesure·de la fluorescence des ondes biologiques : le bruit obtenu est équivalent à six cents molécules d'isothiocynate de fluorescéine (FITC). Nous analysons également les performances du tri et prouvons qu'il respecte la viabilité cellulaire.

The flow cytometry techniques allow the analysis and sorting of living biologic cells at rates above five for then thousand events per second. After a short review, we present in this report the design and development of a ''high-tech'' apparatus intended for research laboratories and the experimental results. The first part deals with the physical principles allowing morphologic and functional analysis of cells or cellular components. The measured parameters are as follows: electrical resistance pulse sizing, light scattering and fluorescence. Hydrodynamic centering is used, and in the same way, the division of a water-stream into droplets leading to electrostatic sorting of particules. The second part deals with the apparatus design at the ''Commissariat à l'Energie Atomique'' (C. E. A. ) and industrialised by ''ODAM'' (ATC 3000). The last part of this thesis work is the performance evaluations of this cytometer. The difference between the two size measurement methods are analyzed: electrical resistance pulse sizing versus small-angle light scattering. By an original optics design, high sensitivity has been reached in the fluorescence measurement: the equivalent noise corresponds to six hundred fluorescein isothiocyanate (FITC) molecules. The sorting performances have also been analyzed and the cell viability proven.