Contrôle ultra rapide de température sur puce : PCR rapide et régulation du cycle cellulaire

Ultra fast temperature control on a chip : Fast PCR and Cell cycle regulation

• Auteur / Autrice : Jérémy Cramer
• Direction : Daniel Borgis, Yong Chen, Guilhem Velve Casquillas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 18/12/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Processus d'Activation Sélective par Transfert d'Energie Uni-électronique ou Radiatif
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Pichon, Damien Coudreuse, Marie Caroline Jullien

Mots clés

Mots clés contrôlés

PCR (génétique)

Microfluidique

Mots clés libres

Température

Microfluidique

Qpcr

Thermosensible

Bactérie

Virus

Microfluidics

Bacteria

Résumé

L'objet de cette thèse fut d'utiliser l'avantage qu'offre la microfluidique couplée à la thermique, pour fabriquer des dispositifs de contrôle de température sur des projets/applications distincts en vue de leur valorisation. En biologie moléculaire, par la réalisation d'une PCR quantitative rapide, pour la détection d'agents pathogènes. Nous avons réalisé une nouvelle plateforme de détection d'agent pathogène capable de faire 30 cycles d'amplifications en moins de trois minutes. Nous avons également illustré la capacité du dispositif à quantifier par fluorescence en temps réel des agents simulant de l'Anthrax et d'Ebola. 7 minutes et 7 minutes 30 secondes suffisent pour amplifier/détecter ces bactéries et virus. Nous avons également prouvé qu'à ces vitesses ce dispositif rapide de qPCR/RT-qPCR ne dégradait pas l'efficacité, la spécificité et les cycles seuils de détection. Nous avons également démontré que la sensibilité du dispositif était de 100 copies d'Adn initiale. En biologie cellulaire, Nous avons réalisé un dispositif " universel " de contrôle dynamique de température pour l'imagerie cellulaire haute résolution. Ce dispositif de contrôle dynamique de température, permet l'étude spatiotemporelle de mécanismes cellulaires sous microscope haute résolution grâce à l'utilisation de mutant thermosensibles. De nombreuses validations biologiques ont ainsi été réalisées sur notre dispositif dont l'objet final est la commercialisation.

The purpose of this work is to take advantage of micro fabrication combined with heat and mass transfer to build potential commercialized temperature control devices in several domain. In molecular biology, for molecular pathogenesis detection we made a new PCR device able to able to perform 30 amplifications cycles in less than 3 minutes. We also demonstrated that our platform was able to quantify with fluorescence the presence of Ebola and Anthrax simulant agents. Respectively 7 minutes and 7 minutes 30 secondes are required to detect the virus and bacteria. In cellular biology we have made a universal temperature control for live cell imaging. It device allow to perform spacio-temporal study of cell mecanisms due to is fast ability to shift from a temperature to another in less than 10 seconds. Many biological validations have been performed. Thank to his universal adaptation to microscope we have also decided to commercialize this device by creating a new start-up.