BioMEMS for Biomolecular Analysis: the value of containment and downscaling for the direct quantification of biomarkers
BioMEMS pour l'Analyse Biomoléculaire : de l'intérêt du confinement et de la réduction d'échelle pour la quantification directe de biomarqueurs
Résumé
Personalized medicine holds the promise to greatly improve patient well-being and to lower the overall cost of medical care. To make this happen, there is an urge to develop new biosensing platforms for the absolute quantification of biomarkers in liquid biopsies with high sensitivity, specificity, portability and at a low cost. This thesis presents the technological toolbox that I have been developing during the last 10 years at LAAS-CNRS to try and provide new molecular analysis devices. More specifically, I propose solutions that take advantage of the size reduction inherent to bioMEMS: nanofluidics-embedded biosensors for kinetic study of molecular interactions, resonant MEMS biosensors for label free detection, and porous silicon membranes for on-chip sample preparation based on filtering and ion concentration polarization.
Afin de permettre l’avènement de la médecine personnalisée et les promesses qui l’accompagnent en terme notamment d’amélioration de la prise en charge des patients et de baisse des coûts des soins médicaux, il est nécessaire de développer de nouveaux dispositifs de dosage moléculaire permettant de démocratiser les analyses à partir de prélèvements non-invasifs (biopsies liquides).
Les technologies issues de la microélectronique ont fait naitre une grande variété de biocapteurs, sous la forme de dispositifs à haut degré d’intégration offrant des avantages indéniables par rapport aux techniques d’analyses moléculaires classiques : détection sans marquage, quantification directe des biomolécules, préparation d’échantillon minimale et rendu des résultats accéléré. Ce sont précisément ces avantages, liés à une technologies potentiellement bas coût, multiplexe, et portable qui entretiennent la promesse d’avoir accès à des analyses routinières au chevet du patient, calquée sur le modèle de réussite des appareils de mesure du glucose pour les personnes diabétiques.
Mes activités de recherche conduites au LAAS ces 10 dernières années sont axées sur l’utilisation des microtechnologies pour l’analyse moléculaire en traitant les différentes composantes d’un biocapteur : développement de moyens de transduction, de stratégies de biofonctionnalisation et outils pour la préparation d’échantillon. Plus spécifiquement, mes travaux visent à tirer parti de la réduction de taille et du confinement spatial inhérents aux bioMEMS : plateforme nanofluidique pour l'étude cinétique d’interactions moléculaires, intégration de membranes de silicium poreux dans des systèmes fluidiques planaires pour la réalisation d’étapes pré-analytiques sur puce, et recours aux MEMS résonants pour la détection sans marquage.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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