Élaboration de micro/nano-pinces magnétiques pour applications biotechnologiques

Orateur : Soutenance de Thèse de Cécile ISS

Manipulables à distance en milieu liquide par l’action de champs magnétiques, les micro/nano-particules magnétiques ont fait l’ob jet de nombreuses études scientifiques ces dix dernières années et sont déjà largement utilisées en biotechnologie et en médecine pour des applications variées allant du diagnostic à la thérapie. Les recherches visant à optimiser le comportement magnétique des particules ont conduit à l’émergence d’une méthode de fabrication innovante inspirée des techniques de la micro/nano-électronique. Contrairement aux méthodes de synthèse conventionnelles par voie chimique, cette approche « top-down » permet de synthétiser des particules dont la composition, taille et forme sont parfaitement contrôlées. Cette avancée technologique a ouvert la voie à la conception de particules plus complexes telles que les micro/nano-pinces magnétiques qui ont fait l’objet de cette thèse. Composées de deux particules magnétiques reliées par une nano-charnière en or, leur actionnement peut être commandé à distance par l’application d’un champ magnétique. A l’instar des particules magnétiques, ces pinces sont conçues dans la perspective d’être libérées en solution. Ainsi, elles se situent à la croisée entre colloïdes magnétiques et bio-MEMS ou -NEMS magnétiques et sont destinées à des applications biotechnologiques et médicales. La conception théorique et technologique de telles micro/nano-pinces a été initiée avec ce travail de thèse. Un modèle théorique permettant de prédire le comportement magnéto-élastique des pinces et un procédé de fabrication ont pu être développés au cours de ces travaux. La démonstration de l’actionnement magnétique de pinces de 2 µm de côté et hautes de 500 nm et son analyse quantitative constitue le résultat principal du projet. Dans la perspective de les intégrer dans des canaux microfluidiques ou de les relâcher en solution, les micro/nano-pinces magnétiques pourront voir leurs surfaces fonctionnalisées chimiquement pour interagir spécifiquement avec les objets biologiques ciblés.

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