Author: "Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE)" / Language: english - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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98 results on '"Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE)"'

1. Hybrid vesicles from lipids and block copolymers: phase behavior from the micro-to the nano-scale

Author: Anne-Françoise Mingotaud, Christophe Mingotaud, Pierre Joseph, Chiara Magnani, Debora Berti, Clément Roux, G. Mangiapia, Costanza Montis, Barbara Lonetti, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Forschungszentrum Jülich GmbH | Centre de recherche de Juliers, Helmholtz-Gemeinschaft = Helmholtz Association, IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), This work has been carried out in the framework of the ANR Polytransflow (13-BS09-0015). This work was partly supported by LAAS-CNRS micro and nanotechnologies platform member of the French RENATECH network. We acknowledge funding from CNRS PICS program 'Microfluidics for Soft Matter', Jülich Centre for Neutron Science and Maier-Leibnitz Zentrum are fully acknowledged for provision of beam time. Technische Universität München is acknowledged for support of travel expenses. CM acknowledges ANR Polytransflow (13-BS09-0015) for funding, BL and PJ would like to thank Prof. Piero Baglioni for the scientifically stimulating stay at CSGI- Florence, CM and DB are grateful to CSGI for financial support and to Prof. Piero Baglioni for fruitful discussions., ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs(2013), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique ( IMRCP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Università degli Studi di Firenze [Firenze], Forschungszentrum Jülich GmbH, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs ( 2013 ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: liposomes, [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Materials science, 1,2-Dipalmitoylphosphatidylcholine, Light, Polymers, surfactant, polymer, microfluidics, Polyenes, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Polyethylene Glycols, Colloid and Surface Chemistry, Microscopy, Electron, Transmission, Dynamic light scattering, Scattering, Radiation, Physical and Theoretical Chemistry, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Nanoscopic scale, Unilamellar Liposomes, chemistry.chemical_classification, Microscopy, Confocal, Vesicle, GUVs, Surfaces and Interfaces, General Medicine, Polymer, self-assembly, 021001 nanoscience & nanotechnology, Small-angle neutron scattering, 0104 chemical sciences, [ CHIM.POLY ] Chemical Sciences/Polymers, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, chemistry, Chemical engineering, Transmission electron microscopy, polymersomes, Polymersome, ddc:540, Nanoparticles, [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Self-assembly, 0210 nano-technology, Biotechnology
Abstract: International audience; In recent years, there has been a growing interest in the formation of copolymers-lipids hybrid self-assemblies, which allow combining and improving the main features of pure lipids-based and copolymer-based systems known for their potential applications in the biomedical field. In this contribution we investigate the self-assembly behavior of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) mixed with poly(butadiene-b-ethyleneoxide) (PBD-PEO), both at the micro- and at the nano-length scale. Epifluorescence microscopy and Laser Scanning Confocal microscopy are employed to characterize the morphology of micron-sized hybrid vesicles. The presence of fluid-like inhomogeneities in their membrane has been evidenced in all the investigated range of compositions. Furthermore, a microfluidic set-up characterizes the mechanical properties of the prepared assemblies by measuring their deformation upon flow: hybrids with low lipid content behave like pure polymer vesicles, whereas objects mainly composed of lipids show more variability from one vesicle to the other. Finally, the structure of the nanosized assemblies is characterized through a combination of Dynamic Light Scattering, Small Angle Neutron Scattering and Transmission Electron Microscopy. A vesicles-to-wormlike transition has been evidenced due to the intimate mixing of DPPC and PBD-PEO at the nanoscale. Combining experimental results at the micron and at the nanoscale improves the fundamental understanding on the phase behavior of copolymer-lipid hybrid assemblies, which is a necessary prerequisite to tailor efficient copolymer-lipid hybrid devices.
Published: 2018
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2. Simple Synthetic Molecular Hydrogels from Self- Assembling Alkylgalactonamides as Scaffold for 3D Neuronal Cell Growth

Author: Laurence Vaysse, Laurent Malaquin, Sandrine Souleille, Anaïs Chalard, Juliette Fitremann, Isabelle Loubinoux, Pierre Joseph, Barbara Lonetti, Jean-Christophe Sol, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Toulouse Neuro Imaging Center (ToNIC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), Stéphanie Bosch and Brice Ronsin (confocal microscopy, plateforme d'imagerie CBI-LITC constitutive de TRI (Toulouse Réseau d'Imagerie)), Bruno Payré, Isabelle Fourquaux, Dominique Goudounèche (TEM and cryo-TEM, Centre de Microscopie Electronique Appliquée à la Biologie, CMEAB), Xavier Dollat (LAAS), Delphine Bordignon (IMRCP), Pierre Roblin (SAXS, Fermat Federation, Toulouse), The French National Research Agency (ANR Neuraxe) is greatly acknowledged for A.C grant financial and financial support. The European Union is acknowledged for its financial support for equipment (FEDER-35477: 'Nano-objets pour la biotechnologie')., ANR-15-CE07-0007,NEURAXE,Gels supramoléculaires orientés pour le guidage de cellules souches neurales(2015), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique ( IMRCP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Toulouse Neuro Imaging Center ( ToNIC ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Hôpital Purpan - Centre Hospitalier Universitaire (CHU) de Toulouse-Université Toulouse III - Paul Sabatier, Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant ( LAAS-ELIA ), Service Instrumentation Conception Caractérisation ( LAAS-I2C ), CHU Toulouse [Toulouse], ANR-15-CE07-0007,Neuraxe,Oriented supramolecular gels as a guide for neural stem cells, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Purpan [Toulouse], and CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
Subjects: Scaffold, Materials science, Neurogenesis, Cell Culture Techniques, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, law.invention, adult human neural stem cells, 3D cell culture, supramolecular gel, Confocal microscopy, law, [ CHIM.OTHE ] Chemical Sciences/Other, Neurites, Humans, General Materials Science, Neurons, Tissue Scaffolds, Cell growth, biomaterial, Cell Differentiation, Hydrogels, self-assembly, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, neuron, 0104 chemical sciences, LMWG, Cell culture, [ CHIM.MATE ] Chemical Sciences/Material chemistry, Neural tissue regeneration, Self-healing hydrogels, Biophysics, Stem cell, 0210 nano-technology, [CHIM.OTHE]Chemical Sciences/Other, hNSC
Abstract: This document is the Accepted Manuscript version of a Published Work that appeared in final form in ACS Appl. Mater. Interfaces, copyright ©American Chemical Society after peer review and technical editing by the publisher. To access the final edited and published work see https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b01365.; International audience; In this work, we demonstrated that the hydrogel obtained from a very simple and single synthetic molecule, N-heptyl-galactonamide was a suitable scaffold for the growth of neuronal cells in 3D. We evidenced by confocal microscopy the presence of the cells into the gel up to a depth of around 200 µm, demonstrating that the latter was permissive to cell growth and enabled a true 3D colonization and organization. It also supported successfully the differentiation of adult human neuronal stem cells (hNSCs) into both glial and neuronal cells and the development of a really dense neurofilament network. So the gel appears to be a good candidate for neural tissue regeneration. In contrast with other molecular gels described for cell culture, the molecule can be obtained at the gram scale by a one-step reaction. The resulting gel is very soft, a quality in accordance with the aim of growing neuronal cells, that requires low modulus substrates similar to the brain. But because of its fragility, specific procedures had to be implemented for its preparation and for cell labeling and confocal microscopy observations. Notably, the implementation of a controlled slow cooling of the gel solution was needed to get a very soft but nevertheless cohesive gel. In these conditions, very wide straight and long micrometric fibers were formed, held together by a second network of flexible narrower nanometric fibers. The two kinds of fibers guided the neurite and glial cell growth in a different way. We also underlined the importance of a tiny difference in the molecular structure on the gel performances: parent molecules, differing by a one-carbon increment in the alkyl chain length, N-hexyl-galactonamide and N-octyl-galactonamide, were not as good as N-heptyl-galactonamide. Their differences were analysed in terms of gel fibers morphology, mechanical properties, solubility, chain parity and cell growth.
Published: 2018
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3. Transport of nano-objects in narrow channels: influence of Brownian diffusion, confinement and particle nature

Author: Anne-Françoise Mingotaud, Pierre Joseph, Olivier Liot, Juliette Thiéry, Léo Garcia, Marius Socol, Agathe Figarol, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Fédération FERMaT, University of Toulouse (Project NEMESIS)ANR-13-BS09-0015 - Polytransflow, NEMESIS, Polytransflow, ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs(2013), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts ( FERMAT ), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique ( IMRCP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de pharmacologie et de biologie structurale ( IPBS ), and ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs ( 2013 )
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Work (thermodynamics), Materials science, Microfluidics, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Condensed Matter - Soft Condensed Matter, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, colloidal transport, 0103 physical sciences, Nano, Shear stress, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Brownian motion, Brownian diffusion, Advection, Fluid Dynamics (physics.flu-dyn), Mechanics, Physics - Fluid Dynamics, capsule-shaped particles, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, polymersomes, Polymersome, Soft Condensed Matter (cond-mat.soft), Particle, [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 0210 nano-technology
Abstract: This paper presents experimental results about transport of dilute suspensions of nano-objects in silicon-glass micrometric and sub-micrometric channels. Two kinds of objects are used: solid, rigid latex beads and spherical capsule-shaped, soft polymersomes. They are tracked using fluorescence microscopy. Three parameters are studied: confinement (ratio between particle diameter and channel depth), Brownian diffusion and particle nature. The aim of this work is to understand how these different parameters affect the transport of suspensions in narrow channels and to understand the different mechanisms at play. Concerning the solid beads we observe the appearance of two regimes, one where the experimental mean velocity is close to the expected one and another where this velocity is lower. This is directly related to a competition between confinement, Brownian diffusion and advection. These two regimes are shown to be linked to the homogeneity of particles distribution in the channel depth, which we experimentally deduce from velocity distributions. This inhomogeneity appears during the entrance process into the sub-micrometric channels, as for hydrodynamic separation or deterministic lateral displacement. Concerning the nature of the particles we observed a shift of transition towards the second regime likely due to the relationships between shear stress and polymersomes mechanical properties which could reduce the inhomogeneity imposed by the geometry of our device., 16 pages, 15 figures
Published: 2018
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4. Integration of tunable liquid crystal microcells on 1.55μm photodetector arrays using nanoimprint technology

Author: Sadani, Benattou, Camps, Thierry, Boisnard, Benjamin, Doucet, Jean-Baptiste, Bardinal, Véronique, Levallois, Christophe, Paranthoen, Cyril, Bouchoule, Sophie, DUPONT, Laurent, Équipe MICrosystèmes d'Analyse (LAAS-MICA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Marcoussis] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Optique (IMT Atlantique - OPT), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Équipe MICrosystèmes d'Analyse ( LAAS-MICA ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique ( LAAS-TEAM ), Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON ( FOTON ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Institut National des Sciences Appliquées - Rennes ( INSA Rennes ) -École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie ( ENSSAT ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Bretagne Loire ( UBL ) -IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire ( IMT Atlantique ), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Marcoussis] ( C2N ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département Optique ( OPT ), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire ( IMT Atlantique ), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: photonic, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, Physics::Optics, [ SPI.OPTI ] Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic
Abstract: International audience; Compact wavelength-tunable photonic devices are key elements for the development of next-generation optical communication systems and miniaturized optical sensors.
Published: 2017

5. Control of evaporation by geometry in capillary structures

Author: Chen Chen, Paul Duru, Pierre JOSEPH, Sandrine Geoffroy, Marc Prat, Institut de mécanique des fluides de Toulouse ( IMFT ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions [Toulouse] ( LMDC ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ), CSC (China Scholarship Council)ReNaTech, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions (LMDC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Physics::Fluid Dynamics, Capillary flows, Evaporation, Liquid bridges, Porous media, [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; Evaporation is a key phenomenon in the natural environment and in many technological systems involving capillary structures. Understanding the evaporation front dynamics enables fine control of the evaporation rate from microfluidic devices and porous media. Of particular interest is the ability to control the position of the front using well-thought designs. In this study, the capillary structures consist of arrays of cylinders, with a 50 m height and diameter, sandwiched between two horizontal, flat plates. Control of the evaporation kinetics is achieved by playing with the spatial organization of the cylinders. Two types of control are demonstrated. The first one relies on the control of the sequence of primary invasions through the pore space, while the evaporation front remains pinned at a fixed location (see Figure, left). The second relies on the control of the secondary liquid structures (elongated liquid films, liquid bridges between cylinders, etc…), that form in the region of pore space invaded by the gas phase (see Figure, right). In both cases, quantitative predictions of the phase distribution and evaporation rate can be achieved, notably in the much more involved second case, where the modelling involves numerical simulations of the liquid film capillary shape and of the evaporation-induced flow within the films. The present study thus opens a route to control the evaporation kinetics from tailored capillary structures. Figure: Top view of two microsystems with different spatial arrangement of the confined cylinders. Gas-fluid interfaces appear in black. Fluid is ethanol (fully wetting the epoxy-based microdevice). Left: Pattern with a decreasing radial gap between the cylinders, from the center to the periphery. The evaporation front remains pinned to the external rim of the pattern while air bursts progressively invade the microsystem center. The evaporation rate is constant. Right: Phyllotaxy-inspired pattern (Fibonacci spiral). As long as the fluid is transported within the elongated liquid films up to an effective evaporation front (red dotted line), the evaporation rate is constant.
Published: 2017

6. SALT CRYSTALLIZATION IN PORES: PRECIPITATION KINETICS, ION TRANSPORT, STRESS GENERATION

Author: Antoine Naillon, Pierre JOSEPH, Marc Prat, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de mécanique des fluides de Toulouse ( IMFT ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CNRS INSIS, ANDRAEquipex Leaf, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], crystallization, Porous media, [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, precipitation kinetics, damage induced by crystal
Abstract: International audience; Salt crystallization can damage natural rocks, buildings, or artworks by exerting stress on the walls of the porous media constituting the material [1]. This phenomenon is due to a crystallization pressure, shown to be increasing with the excess concentration of dissolved salt with respect to the crystal-solution equilibrium (supersaturation S, S=1 at equilibrium). It has been shown that S can be much higher than 1 when the first nucleus of salt appears [2]. However, the value of S at the instant when the crystal touches the pore walls is not trivial to determine. Indeed, spatio-temporal distribution of salt results from an interplay between reaction kinetics and ion transport (convection and diffusion toward the crystal). In this context, we use a simple microfluidic configuration mimicking an elementary pore to study precipitation kinetics and stress generation on walls. A sodium chloride salt solution is concentrated by evaporation in a dead-end PDMS-glass channel of typical cross-section and length 5x5 µm 2 and 200 µm respectively (see Figure, left). At short time scales (acquisition at 1000 frames per second), we measure the kinetics of crystal growth with unprecedented temporal resolution (see Figure, left), and show that the reaction coefficient is strongly underestimated in the literature, the process being controlled by transport phenomena after only a few ms [3]. Stress generation is characterized both numerically by solving transport equations with the appropriate boundary conditions, and experimentally by measuring channel's walls deformation during growth. We establish a simple stress diagram involving the geometry and the competition between reaction kinetics and ions transport towards the growing crystal (Damkhöler number, Da). This work should improve the understanding of damages induced to porous media by salt crystallization. It also demonstrates a new method to measure the reaction coefficient of crystal growth easily adaptable to others salts. Figure: Left: snapshots of a crystal growth in a PDMS-glass channel, enabling to extract precipitation kinetics (first ms) and stress on walls (bottom). Scale Bar 10 µm. Right: stress diagram. Crystallization pressure (Pc) as function of Damkhöler number and geometrical parameters (H: liquid plug length and W pore diameter). [1] R.
Published: 2017

7. Méthode de photopolymérisation assistée par microfluidique pour l'impression 3D multimatériaux à haute résolution

Author: Victor Fournié, Bastien Venzac, Emmanuelle Trevisiol, Julie Foncy, Julien Roul, Sandrine Assie-Souleille, Mélanie Escudero, Pierre Joseph, Arnaud Reitz, Laurent Malaquin, Fluigent, Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-EFS-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE)
Subjects: Biomedical Engineering, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Engineering (miscellaneous), Industrial and Manufacturing Engineering
Abstract: International audience; 3D printing and bioprinting are recognized as key technologies for the construction of complex micro-devices, microenvironments, and culture models. Thanks to their potential to produce precisely heterogeneous and 3D architectures, multimaterial printing methods, which enable the production of functional 3D structures integrating multiple materials, have attracted specific attention. Nevertheless, combining multimaterial and high-resolution printing is still a major challenge, and the available technologies do not provide simultaneously the resolution and multiplexing capabilities required to create heterogeneous 3D environments. In this work, we introduce the 3D-FlowPrint concept, which involves an opto-microfluidic printhead immersed in a liquid and moved above a surface. This technology combines the convenience of microfluidics in terms of the handling and delivery of small volumes of materials with the resolution provided by laser lithography. Delivered materials are hydrodynamically confined under the printhead owing to controlled aspiration of the injected material, ensuring a continuous supply of material and avoiding cross-contamination issues. Combining microfluidics with photo-polymerization provides unique advantages as it separates the polymerization process from the material delivery, permitting high-resolution polymerization (down to 10 μm) and multimaterial handling (switching time below 60 s). We present a first proof-of-concept using poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA)-based hydrogels as a photosensitive material model, along with a detailed investigation of the influence of exposure parameters, printhead velocity, and hydrodynamic parameters on the fabrication of 2D and 3D heterogeneous structures. 3D-FlowPrint allows the creation of sub-millimetric to millimetric scale objects with multimaterial designs. A first validation was performed to show the potential of the approach in biology for the creation of engineered microenvironments for cell culture.
Published: 2023
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8. Lab-on-a-chip for Isolating Circulating Adipose Stromal Cells: Pre-processing Module

Author: Baz, Mohammad Hussein, Charpin, Lucas, Sengenès, Coralie, Trévisiol, Emmanuelle, Gué, Anne Marie, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), STROMALab, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA)
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], [SDV]Life Sciences [q-bio]
Abstract: International audience; Circulating Adipose-derived Stromal Cells (ASC) can be considered as biomarkers of type II diabetes as recent research shows. However isolating ASC from whole blood is a difficult task, since no unique specific marker is assigned to these cells. They also have a wide size-distribution, hence a preconcentration step has to be done in order to completely isolate them. In this work, we demonstrate an ASC preconcentration module based on hydrodynamic filtration in a lab on a chip configuration (LOC).
Published: 2023

9. Solute transport in the brain tissue: what are the key biophysical parameters tying in vivo and in vitro studies together?

Author: Daniel Alcaide, Jean Cacheux, Aurélien Bancaud, Rieko Muramatsu, Yukiko T. Matsunaga, Institute of Industrial Science (IIS), The University of Tokyo (UTokyo), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), National Center of Neurology and Psychiatry [Tokyo, Japan], and WINGS-QSTEPJSPS for postdoctoral fellowship.AMED-CREST (22gm1510009) JSPS Core-to-Core Program (grant no. JPJSCCA20190006).
Subjects: Biomedical Engineering, General Materials Science, [SDV.IB.BIO]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials
Abstract: Overview of the output and limitations of modern brain solute transport studies to search for key parameters comparable across experimental setups on both in vivo and in vitro studies.
Published: 2023
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10. Imbibition and evaporation in model nanofluidic systems

Author: Pierre JOSEPH, Fabien Chauvet, Pascal Dubreuil, Antoine Naillon, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs(2013), ANR-10-BLAN-0311,Smart US,Smart-UltraSons : détection/caractérisation/contrôle de sources de non linéarité ultrasonore(2010), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique ( LAAS-TEAM ), Institut de mécanique des fluides de Toulouse ( IMFT ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ANR-13-BS09-0015,Polytransflow,Transfert de nanovecteurs polymères, de l'écoulement sanguin aux tumeurs ( 2013 ), ANR-10-BLAN-0311,Smart US,Smart-UltraSons : détection/caractérisation/contrôle de sources de non linéarité ultrasonore ( 2010 ), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, nanofluidics
Abstract: International audience; Nanoporous media play a central role in many application fields (buildings, fuel cells, petroleum engineering, nuclear waste storage). At the nanometer scale, two-phase flows involve processes possibly modified when compared to macro (or even micrometer) scale: contact line pinning, wetting issues, strong negative pressure in the liquid and cavitation, gas dissolution and compression.We use nanofabrication technologies to assess simple situations such as evaporation, spontaneous imbibition, or drainage, in well-controlled artificial nanochannels. In particular, extremely high pressure differences (several tens bar) and surface/volume ratios lead to behaviors specific to the nanoscale. For imbibition, we observe a modified filling kinetics, and bubble trapping below a critical liquid-dependent dimension, of order 50 nm. Modeling shows pressurization of the gas phase, which has significant influence on gas dissolution and could thus be related to bubble occurrence. We also observe that confinement strongly controls qualitative behaviors, such as bubble nucleation and migration in evaporation, or corner flows during imbibition of closed-end rectangular geometries.
Published: 2014

11. Microbubbles for optofluidics: controlled defects in bubble crystals

Author: Alaa Allouch, Karima Bournine, Antoine Monmayrant, Olivier Gauthier-Lafaye, Sandrine Geoffroy, Anne-Marie Gué, Pierre Joseph, Équipe Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes ( LAAS-N2IS ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Photonique ( LAAS-PHOTO ), Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions [Toulouse] ( LMDC ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), We acknowledge the French Ministry ofResearch, ANR Smart-US, and LAAS project PHOLI for funding.This work was partly supported by the French RENATECH network., ANR-10-BLAN-0311,Smart US,Smart-UltraSons : détection/caractérisation/contrôle de sources de non linéarité ultrasonore ( 2010 ), Équipe Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes (LAAS-N2IS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Photonique (LAAS-PHOTO), Laboratoire Matériaux et Durabilité des constructions (LMDC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), ANR-10-BLAN-0311,Smart US,Smart-UltraSons : détection/caractérisation/contrôle de sources de non linéarité ultrasonore(2010), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Physics::Fluid Dynamics, Microbubbles, Surface tension, Materials Chemistry, Optofluidics, [ PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN ] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Condensed Matter Physics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Self-assembled crystal
Abstract: International audience; We use liquid–gas microfluidics as a low-cost, tunable microstructuring tool, for which applications can be envisioned in optics. In order to obtain relevant geometries for photonics, beyond simple self-assembled crystals, we propose an original approach that excludes bubbles from chosen zones thanks to tiny pillars. To assess the strength of the exclusion mechanism, we predict the behaviour of a single flattened bubble in front of a thin cylindrical pillar located in a rectangular microchannel. The model compares the hydrodynamic force F fluid that pushes the bubble and the force F s, due to surface tension, resulting from the surface augmentation when the bubble rises over the pillar. The resulting predictions have been confirmed by experimental results which showed that the bubble passes over the pillar if F s < F fluid and goes around it in other cases. Consistently with this model, dynamic bubble crystals with controlled lacuna defects of one, two, or a line of bubbles have been successfully produced. Defects can be switched on or off by changing the flow. Using a photosensitive polymer as a carrier liquid, static bubble crystals have also been produced.
Published: 2014
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12. Osmotic Flow through Fully Permeable Nanochannels

Author: Choongyeop Lee, Anne-Laure Biance, Lydéric Bocquet, Pierre Joseph, Cécile Cottin-Bizonne, Christophe Ybert, Institut Lumière Matière [Villeurbanne] ( ILM ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement ( LAAS-MILE ), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse] ( LAAS ), Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National Polytechnique [Toulouse] ( INP ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures ( LPMCN ), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Korea Aerospace University, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Convection, chemistry.chemical_classification, Osmosis, Materials science, Water flow, Flow (psychology), Optical Imaging, General Physics and Astronomy, Polymer, Electrolyte, PACS numbers: 47.61.Fg, 82.39.Wj, 47.57.jd, Volumetric flow rate, Nanostructures, Diffusion, Kinetics, Membrane, chemistry, Models, Chemical, Chemical physics, [ SPI.NANO ] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [ PHYS.COND ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Fluorescent Dyes
Abstract: International audience; Osmosis across membranes is intrinsically associated with the concept of semipermeability. Here, however, we demonstrate that osmotic flow can be generated by solute gradients across nonselective, fully permeable nanochannels. Using a fluorescence imaging technique, we are able to measure the water flow rate inside single nanochannels to an unprecedented sensitivity of femtoliters per minute flow rates. Our results indicate the onset of a convective liquid motion under salinity gradients, from the higher to lower electrolyte concentration, which is attributed to diffusio-osmotic transport. To our knowledge, this is the first experimental evidence and quantitative investigation of this subtle interfacially driven transport, which need to be accounted for in nanoscale dynamics. Finally, diffusio-osmotic transport under a neutral polymer gradient is also demonstrated. The experiments highlight the entropic depletion of polymers that occurs at the nanochannel surface, resulting in convective flow in the opposite direction to that seen for electrolytes.
Published: 2014
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13. Deformation but not convection induced by intraluminal pressure enhances transport through barrier tissues

Author: Bancaud, Aurélien, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), The University of Tokyo (UTokyo)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Bancaud, Aurélien
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph]
Abstract: International audience; endothelial or epithelial tissues form semipermeable barriers that restrict and regulate the transport of solutes to their surrounding tissues. Microphysiological systems aim to recapitulate this hallmark function and provide models for e.g. drug screening. Here, we develop, and validate by extensive simulations, two assays dedicated to the characterization of diffusion- and pressure-driven transport across epithelial and endothelial ductal tissues fabricated in collagen matrices. We first prove that, upon pressure actuation, barrier crossing is enhanced, although transport in paracellular space remains dominated by diffusion. Using the monopore model, we show that diffusion-driven measurements are consistent with paracellular pore radii of 2.1 and 24 nm for epithelial and endothelial tissues, respectively, but also demonstrate that these estimates fail to account for pressure-driven transport data. We solve this contradiction by introducing the deformable monopore model, which assumes the same pore sizes of 2.1 and 24 nm, and includes the deformation, essentially elongational thinning of paracellular cleft, induced by intraluminal stress to fit pressure-driven transport. Hence, this study suggests that transport through barrier tissues can be regulated by mechanical strain
Published: 2022

14. Hybridization-based DNA biosensing with a limit of detection of 4 fM in 30 s using an electrohydrodynamic concentration module fabricated by grayscale lithography

Author: Inga Tijunelyte, Jeffrey Teillet, Paul Bruand, Rémi Courson, Aurélie Lecestre, Pierre Joseph, Aurélien Bancaud, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016), and ANR-16-ASTR-0020,BIOPULSE,Dispositif de détection biologique ultrasensible de pathogènes prélevés par air pulsé.(2016)
Subjects: Fluid Flow and Transfer Processes, [SPI]Engineering Sciences [physics], Colloid and Surface Chemistry, Biomedical Engineering, General Materials Science, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Condensed Matter Physics, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; Speeding up and enhancing the performances of nucleic acid biosensing technologies have remained drivers for innovation. Here, we optimize a fluorimetry-based technology for DNA detection based on the concentration of linear targets paired with probes. The concentration module consists of a microfluidic channel with the shape of a funnel in which we monitor a viscoelastic flow and a counter-electrophoretic force. We report that the technology performs better with a target longer than 100 nucleotides (nt) and a probe shorter than 30 nt. We also prove that the control of the funnel geometry in 2.5D using grayscale lithography enhances sensitivity by 100-fold in comparison to chips obtained by conventional photolithography. With these optimized settings, we demonstrate a limit of detection of 4 fM in 30 s and a detection range of more than five decades. This technology hence provides an excellent balance between sensitivity and time to result.
Published: 2022
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15. Purification and size-fractionation of milli-liter DNA samples in minutes using electrohydrodynamic migration

Author: Bruand, Paul, Tijunelyte, Inga, Ginot, Frédéric, Joseph, Pierre, Bancaud, Aurélien, Bruand, Paul, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Adelis Technologies
Subjects: [PHYS]Physics [physics], DNA purification, DNA size-selection, [SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, DNA, [SDV.BBM.BM] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Molecular biology, DNA Concentration, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: International audience
Published: 2022

16. Bibliometric survey and network analysis of biomimetics and nature inspiration in engineering science

Author: Vincent Gerbaud, Hugues Leiser, Johnny Beaugrand, Bernard Cathala, Carole Molina-Jouve, Anne Marie Gue, Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, engineering, Biophysics, nature inspiration, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, Biochemistry, Biomimetics, bioinspiration, Molecular Medicine, Prospective Studies, biomimetics, bibliometrics, Engineering (miscellaneous), Biotechnology
Abstract: The field encompassing biomimetics, bioinspiration and nature inspiration in engineering science is growing steadily, pushed by exogenous factors like the search for potentially sustainable engineering solutions that might already exist in nature. With the help of information provided by a bibliometric database and further processed with a dynamic network and semantic analysis tool, we provide insight at two scales into the corpus of nature-inspired engineering field and its dynamics. At the macroscale, the Web of Science® (WoS) categories, countries and institutions are ranked and ordered by thematic clusters and country networks, highlighting the leading countries and institutions and how they focus on specific topics. Such an insight provides an overview at the macroscale that can be valuable to orient scientific strategy at the country level. At the mesoscale, where science is incarnated by collaborative networks of authors and institutions that run across countries, we identify six semantic clusters and subclusters within them, and their dynamics. We also pinpoint leading academic collaborative networks and their activity in relation to the six semantic clusters. Trends and prospective are also discussed. Typically, one observes that the field is becoming mature since, starting by imitating nature, it proceeded with mimicking more complex natural structures and functions and now it investigates ways used in nature in response to changes in the environment and implements them in innovative and adaptive artefacts. The sophistication of devices, methods and tools has been increasing over the years as well as their functionalities and adaptability, whereas the size of devices has decreased at the same time.
Published: 2022
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17. Wet spinning of a library of carbohydrate low molecular weight gels

Author: Christophe Coudret, Delphine Bordignon, Laurent Malaquin, Pierre Joseph, Juliette Fitremann, Pierre Roblin, Anaïs Chalard, Barbara Lonetti, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire de Génie Chimique (LGC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: Materials science, Supramolecular chemistry, Carbohydrates, Biocompatible Materials, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Biomaterials, Colloid and Surface Chemistry, molecular gel, Molecule, Spinning, Alkyl, chemistry.chemical_classification, injectable, saccharide, Biomaterial, Hydrogels, self-assembly, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, LMWG, Molecular Weight, chemistry, Chemical engineering, Self-healing hydrogels, Printing, Three-Dimensional, aldonamide, Self-assembly, 0210 nano-technology, wet spinning, Linker, supramolecular
Abstract: International audience; Hypothesis Recently, a low molecular weight hydrogel based on a carbohydrate alkyl amide has been successfully used as biomaterial for neuron cell culture and for 3D printing. Varying the molecular structure should make it possible to extend the library of carbohydrate low molecular weight hydrogels available for these applications and to improve their performances. Experiments Thirteen molecules easy to synthetize and designed to be potentially biocompatible were prepared. They are based on gluconamide, glucoheptonamide, galactonamide, glucamide, aliphatic chains and glycine. Their gelation in water was investigated in thermal conditions and wet spinning conditions, namely by dimethylsulfoxide-water exchange under injection. Findings Nine molecules give hydrogels in thermal conditions. By wet spinning, six molecules selfassemble fast enough, within few seconds, to form continous hydrogel filaments. Therefore, the method enables to shape by injection these mechanically fragile hydrogels, notably in the perspective of 3D printing. Depending on the molecular structure, persistent or soluble gel filaments are obtained. The microstructures are varied, featuring entangled ribbons, platelets or particles. In thermal gelation, molecules with a symmetrical polar head (galacto, glucoheptono) give flat ribbons and molecules with an asymmetrical polar head (gluco) give helical ribbons. The introduction of an extra glycine linker disturbs this trend.
Published: 2021
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18. CLOGGING OF A MODEL PORE BY A YEAST SUSPENSION (SACCHAROMYCES CEREVISIAE)

Author: Desclaux, Térence, Duru, Paul, Joseph, Pierre, Delarue, Morgan, Liot, Olivier, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Desclaux, Terence, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [PHYS]Physics [physics], [SDV]Life Sciences [q-bio], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: International audience
Published: 2021

19. Microwell Array Based Opto‐Electrochemical Detections Revealing Co‐Adaptation of Rheological Properties and Oxygen Metabolism in Budding Yeast

Author: Pierre Temple-Boyer, Adrian Laborde, Emmanuel Suraniti, Morgan Delarue, Camille Colin, Venkata Suresh Vajrala, Jérôme Launay, Baptiste Alric, Stéphane Arbault, Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Institut des Sciences Moléculaires (ISM), Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe MICrosystèmes d'Analyse (LAAS-MICA), ANR-17-CE11-0041,MITOCARD,Electrophysiologie de la Mitochondrie Cardiaque(2017), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Université Montesquieu - Bordeaux 4-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-École Nationale Supérieure de Chimie et de Physique de Bordeaux (ENSCPB)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: In situ, Materials science, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Saccharomyces cerevisiae, Biomedical Engineering, oxygen sensing, Nanoparticle, S. cerevisiae, 02 engineering and technology, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Biomaterials, 03 medical and health sciences, Wafer, Electrodes, microrheology, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, biology, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, Yeast, Oxygen, electrochemistry, Saccharomycetales, Electrode, Biophysics, Cyclic voltammetry, Rheology, 0210 nano-technology, Nanoring
Abstract: International audience; Microdevices composed of microwell arrays integrating nanoelectrodes (OptoElecWell) are developed to achieve dual high‐resolution optical and electrochemical detections on single Saccharomyces cerevisiae yeast cells. Each array consists of 1.6 × 105 microwells measuring 8 µm in diameter and 5 µm height, with a platinum nanoring electrode for in situ electrochemistry, all integrated on a transparent thin wafer for further high‐resolution live‐cell imaging. After optimizing the filling rate, 32% of cells are effectively trapped within microwells. This allows to analyse S. cerevisiae metabolism associated with basal respiration while simultaneously measuring optically other cellular parameters. In this study, the impact of glucose concentration on respiration and intracellular rheology is focused. It is found that while the oxygen uptake rate decreases with increasing glucose concentration, diffusion of tracer nanoparticles increases. The OptoElecWell‐based respiration methodology provides similar results compared to the commercial gold‐standard Seahorse XF analyzer, while using 20 times fewer biological samples, paving the way to achieve single cell metabolomics. In addition, it facilitates an optical route to monitor the contents within single cells. The proposed device, in combination with the dual detection analysis, opens up new avenues for measuring cellular metabolism, and relating it to cellular physiological indicators at single cell level.
Published: 2021
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20. Microfluidique pour manipuler et étudier des membranes biomimétiques

Author: Elias, Marianne, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Università degli Studi di Firenze, Pierre Joseph, Debora Berti, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Università degli studi (Florence, Italie), and STAR, ABES
Subjects: [SDV.IB] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, Vésicules géantes unilamellaires, Microfluidique, Micropipette aspiration, Microfluidics, Membranes lipidiques, Nanoparticules, Nanoparticles, Giant unilamellar vesicles, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, Lipid membranes, Aspiration par micropipette
Abstract: The mechanical properties of the cell's membrane control many biological processes. Giant Unilamellar vesicle (GUV) are an easy approach to reproduce cells membrane. Micropipette aspiration is a well-known technique used to characterize their mechanical properties, though it involves long time experimentation, and huge set up. Here we present a microfluidic platform that reproduce micropipette aspiration especially by its cylindrical trap form. The main advantage is the flexibility in terms of the shape we can fabricate, as well as the multiplexing micropipette, offering high throughput measurements and finally the ability to fabricate the elements composing the micropipette by hundreds at a time. We were able first to characterize simple lipid compositions such as DOPC, POPC and Brain SM, whose bending and stretching moduli are in very good agreement with the values reported in the literature. We also characterized the effect of cholesterol on DOPC membranes: cholesterol does increase the stretching modulus of DOPC membrane but does not affect its bending modulus, making therefore the membrane stiffer. Moreover, we characterized DOPC membrane challenged with co-polymers nanoparticles which are usually used for drug delivery and which showed a softening in the membrane which could be due to the permeation effect of the NP on the membrane. As this method is versatile, by changing the shape of the cylindrical micropipette to a cross section which allows the GUVs to be trapped with a residual flow around it, we were able to have a preliminary characterization of the effect of flow on the membranes' fluidity properties. Finally, we adapted the size of the micropipette in order to characterize the viscoelastic properties of spheroids made of cancer cells. We characterized the viscosity of pancreatic cancer cells and demonstrated that it is independent on the spheroids size., Les propriétés mécaniques de la membrane cellulaire contrôlent de nombreux processus biologiques. Les vésicules unilamellaires géantes (GUV) sont une approche facile pour reproduire la membrane cellulaire. L'aspiration par micropipettes est une technique bien connue utilisée pour caractériser leurs propriétés mécaniques, bien qu'elle implique une expérimentation de longue durée pour une mesure et une configuration complexe. Nous avons développé des plates-formes microfluidique visant à intégrer l'aspiration par micropipettes. Un avantage crucial de l'approche la plus avancée que nous avons mise en place est la flexibilité en termes de forme que nous pouvons fabriquer (en particulier forme de piège cylindrique). Cette approche permet également de multiplexer des micropipettes, offrant des mesures à haut débit, et enfin la possibilité de fabriquer les éléments composant la micropipette par centaines à la fois. Nous avons d'abord pu caractériser des compositions lipidiques simples telles que DOPC, POPC et Brain SM, dont les modules de courbure et d'étirement étaient en très bon accord avec les valeurs rapportées dans la littérature. Nous avons également caractérisé l'effet du cholestérol sur les membranes DOPC : le cholestérol augmentait le module d'étirement de la membrane DOPC mais n'affectait pas son module de courbure, rendant ainsi la membrane plus rigide. De plus, nous avons caractérisé la membrane DOPC contestée avec des nanoparticules de copolymères, généralement utilisées pour l'administration de médicaments. Ces nanoparticules ont induit un ramollissement de la membrane, qui pourrait être dû à l'effet de perméabilisation des NP sur la membrane, ou à leur insertion dans les membranes provoquant des défauts. Cette méthode étant polyvalente, en changeant la forme de la micropipette cylindrique en une section transversale permettant de piéger les GUV avec un écoulement résiduel autour d'elle, nous avons pu avoir une caractérisation préliminaire de l'effet de l'écoulement sur la fluidité des membranes. Enfin, nous avons adapté la taille de la micropipette afin de caractériser les propriétés viscoélastiques des sphéroïdes, agrégats de cellules cancéreuses 3D. Nous avons caractérisé la viscosité des cellules cancéreuses du pancréas et démontré qu'elle est indépendante de la taille des sphéroïdes.
Published: 2021

21. micro-RNA 21 detection with a limit of 2 pM in 1 min using a size-accordable concentration module operated by electrohydrodynamic actuation

Author: Pierre Cordelier, Bayan Chami, Thierry Leichle, Christophe Dez, Rémi Malbec, Jean Cacheux, Inga Tijunelyte, Aurélien Bancaud, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016), ANR-16-ASTR-0020,BIOPULSE,Dispositif de détection biologique ultrasensible de pathogènes prélevés par air pulsé.(2016), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Biologie Moléculaire et Cellulaire des Eucaryotes (LBMCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de biologie physico-chimique (IBPC (FR_550)), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Georgia Tech Lorraine [Metz], Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-CentraleSupélec-Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), School of Electrical and Computer Engineering - Georgia Insitute of Technology (ECE GeorgiaTech), and Georgia Institute of Technology [Atlanta]
Subjects: Materials science, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Microfluidics, Biomedical Engineering, Biophysics, Biosensing Techniques, 02 engineering and technology, Electrohydrodynamic migration, 01 natural sciences, Fluorescence spectroscopy, Fine needle biopsy, [SPI]Engineering Sciences [physics], Microfluidic channel, Electrochemistry, RNA/DNA concentration, Humans, fine needle biopsy, Detection limit, Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction, 010401 analytical chemistry, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, 0104 chemical sciences, MicroRNAs, RNA, Electrohydrodynamics, miR-21, 0210 nano-technology, Biotechnology, Biomedical engineering
Abstract: International audience; We present a fluorimetry-based technology for micro-RNA-21 (miR-21) sensing based on the concentration of miR-molecular beacon (MB) complexes and flushing of unbound MB. This concentration module consists of a microfluidic channel with the shape of a funnel operated with electrohydrodynamic actuation. We report a limit of detection of 2 pM in less than one minute for miR-21 alone, and then demonstrate that miR-21 levels measured in fine needle biopsy samples from patients with pancreatic cancer correlate with the reference technique of reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Altogether, this technology has promising clinical performances for the follow-up of patients with cancer.
Published: 2021
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22. A LOW-COST AND EASY TO USE SORTING DEVICE FOR THE SEPARATION OF EXTRACELLULAR VESICLES FROM COMPLEX FLUIDS

Author: Lyne Pillemont, Daniel Guneysu, Wilfrid Boireau, Céline Elie-Caille, Anne-Marie Gue, PILLEMONT, Lyne, Une approche microfluidique générique pour la qualification des nanoparticules biologiques - - MADNESS2017 - ANR-17-CE09-0025 - AAPG2017 - VALID, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), ANR, Amy E. Herr, Joel Voldman, and ANR-17-CE09-0025,MADNESS,Une approche microfluidique générique pour la qualification des nanoparticules biologiques(2017)
Subjects: microlfuidic, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, microfluidic, [SPI.MECA.MEFL] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, cell sorting, extracellular vesicles, hydrodynamic filtration, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], lab-on-chip, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Abstract: International audience; Identifying and characterizing Extracellular vesicles (EVs) in biofluids could lead to unprecedented diagnosis/prognosis assays for a wide set of pathologies. Owe to their complexity in size, origin, membrane markers, there is currently no ideal technology available yet to sort, to quantify and characterize cell-derived microvesicles, and fully relate their structure and functions which have high potential in clinical diagnostics and early treatment of life threatening diseases such as cancer, cardio vascular diseases…. Lab-on-chip for EVs size-based separation Chip EVs capture Sample EVs characterization (AFM imaging, mass spectrometry) APPROACH We propose to couple a microfluidic device (LOC) enabling to separate particles from a complex sample to a device allowing the capture of particles on specific spots and their analysis. These methods allow obtaining important information on a chip about nanoscale vesicles in terms of size, membrane markers expression, and structure-function properties.
Published: 2021

23. Experimental determination and modeling of flow curves of xanthan gum solutions over a large range of shear rates

Author: Thanina Amiar, Alain Riaublanc, Catherine Loisel, Julian Sepulveda, Agnès Montillet, Hubert Ranchon, Dominique Della Valle, Matrices Aliments Procédés Propriétés Structure - Sensoriel (GEPEA-MAPS2), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), Formulaction, Toulouse, France, Unité de recherche sur les Biopolymères, Interactions Assemblages (BIA), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), The regional program 'Food for Tomorrow/Cap Aliment, Research, Education and Innovation in Pays de la Loire', which is supported by theFrench Region Pays de la Loire and the European Regional Development Fund (FEDER)., Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Subjects: Materials science, Flow (psychology), shearthinning, 02 engineering and technology, Large range, 01 natural sciences, polymer rheology, Physics::Fluid Dynamics, viscosity modeling, xanthangum, [SDV.IDA]Life Sciences [q-bio]/Food engineering, medicine, shear thinning, General Materials Science, Composite material, highshearrates, Materials of engineering and construction. Mechanics of materials, Shear thinning, high shear rates, xanthan gum, 010401 analytical chemistry, Polymerrheology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Condensed Matter::Soft Condensed Matter, Shear (sheet metal), [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, TA401-492, 0210 nano-technology, Xanthan gum, medicine.drug
Abstract: The viscosities of solutions formulated with xanthan gum and xanthan gum with whey protein isolates are experimentally characterized and modeled over a wide range of shear rates [10−3to 105s−1]. As shown by numerous studies [1, 2], the generation of vortices in the cone-plate geometry is making viscosity measurements beyond a certain shear rate unreliable. In the present work, an innovative technique, based on microfluidics and developed by the company Formulaction, has been employed to extend to high shear rates, the viscosity flow curve obtained with a rotational rheometer. The main highlights of this study are firstly, to propose a scaling law for the inertial transition in the cone-plate geometry for different diameters and angles through the determination of the maximum shear rate at which one can expect a true viscosity value. Secondly, the high shear rate measurements allow the determination of the second Newtonian plateau for these solutions thanks to the Williams-Carreau model. An attempt for the second plateau modeling is proposed following the concept of an intrinsic viscosity in the high shear equilibrium. In the same way, other fitted parameters from the Williams-Carreau law are modeled as a function of the polymer concentration. This procedure allows to provide a predictive model for the rheological behavior of xanthan gum-based solutions used in high shear processes like high pressure homogenization, emulsification, foaming, microfluidics, etc in food, pharmaceutical or cosmetics applications.
Published: 2021
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24. Microstructure of the near-wall layer of filtration-induced colloidalassembly

Author: Pierre Joseph, Olivier Liot, Jeffrey F. Morris, Térence Desclaux, Mohand Larbi Mokrane, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), City University of New York [New York] (CUNY), NEMESIS, RENATECH, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), City University of New-York - CUNY (USA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Materials science, Clogging, Mécanique des fluides, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Condensed Matter - Soft Condensed Matter, Radial distribution function, 01 natural sciences, law.invention, Suspension (chemistry), Fluid dynamics, law, 0103 physical sciences, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Composite material, 010306 general physics, Porosity, Filtration, Pressure drop, Fluid Dynamics (physics.flu-dyn), General Chemistry, Physics - Fluid Dynamics, Thermique, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Microstructure, Ionic strength, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], Soft Condensed Matter (cond-mat.soft), Colloidal filtration, 0210 nano-technology, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract: This paper describes an experimental study of filtration of a colloidal suspension using microfluidic devices. A suspension of micrometer-scale colloids flows through parallel slit-shaped pores at fixed pressure drop. Clogs and cakes are systematically observed at pore entrance, for variable applied pressure drop and ionic strength. Based on image analysis of the layer of colloids close to the device wall, global and local studies are performed to analyse in detail the near-wall layer microstructure. Whereas global porosity of this layer does not seem to be affected by ionic strength and applied pressure drop, a local study shows some heterogeneity: clogs are more porous at the vicinity of the pore than far away. An analysis of medium-range order using radial distribution function shows a slightly more organized state at high ionic strength. This is confirmed by a local analysis using two-dimension continuous wavelet decomposition: the typical size of crystals of colloids is larger for low ionic strength, and it increases with distance from the pores. We bring these results together in a phase diagram involving colloid-colloid repulsive interactions and fluid velocity., 13 pages, 16 figures
Published: 2020
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25. Multifunctional nanoassemblies target bacterial lipopolysaccharides for enhanced antimicrobial DNA delivery

Author: Christopher J. Morris, Ridvan Nepravishta, Costanza Montis, Alejandro Marín-Menéndez, Jesús Angulo, Debora Berti, Alice Checcucci, Chiara Magnani, Alessio Mengoni, Amalia Ruiz Estrada, Pierre Joseph, Francesco Barbero, Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Nanovector, University of East Anglia [Norwich] (UEA), PICS CNRS 'Microfluidics for Soft Matter', Renatech, PICS CNRS 'Microfluidics for Soft Matter', Montis, Costanza, Joseph, Pierre, Magnani, Chiara, Marín-Menéndez, Alejandro, Barbero, Francesco, Ruiz Estrada, Amalia, Nepravishta, Ridvan, Angulo, Jesu, Checcucci, Alice, Mengoni, Alessio, Morris, Christopher J., Berti, Debora, Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Lipopolysaccharides, [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Transcription factor decoys, Biomimetic membranes, medicine.drug_class, Antibiotic resistance, Antibiotics, Microbial Sensitivity Tests, 02 engineering and technology, Biomimetic membrane, 01 natural sciences, Colloid and Surface Chemistry, Anti-Infective Agents, Transcription factor decoys Giant unilamellar vesicle, Gram-Negative Bacteria, 0103 physical sciences, medicine, Physical and Theoretical Chemistry, Pharmaceutical sciences, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, 010304 chemical physics, biology, Chemistry, DNA, Surfaces and Interfaces, General Medicine, 021001 nanoscience & nanotechnology, biology.organism_classification, Antimicrobial, Anti-Bacterial Agents, Multiple drug resistance, Nanomedicine, Biochemistry, Nucleic acid, Giant unilamellar vesicles, 0210 nano-technology, Bacteria, Biotechnology
Abstract: International audience; The development of new therapeutic strategies against multidrug resistant Gram-negative bacteria is a major challenge for pharmaceutical research. In this respect, it is increasingly recognized that an efficient treatment for resistant bacterial infections should combine antimicrobial and anti-inflammatory effects. Here, we explore the multifunctional therapeutic potential of nanostructured self-assemblies from a cationic bolaamphiphile, which target bacterial lipopolysaccharides (LPSs) and associates with an anti-bacterial nucleic acid to form nanoplexes with therapeutic efficacy against Gram-negative bacteria. To understand the mechanistic details of these multifunctional antimicrobial-anti-inflammatory properties, we performed a fundamental study, comparing the interaction of these nanostructured therapeutics with synthetic biomimetic bacterial membranes and live bacterial cells. Combining a wide range of experimental techniques (Confocal Microscopy, Fluorescence Correlation Spectroscopy, Microfluidics, NMR, LPS binding assays), we demonstrate that the LPS targeting capacity of the bolaamphiphile self-assemblies, comparable to that exerted by Polymixin B, is a key feature of these nanoplexes and one that permits entry of therapeutic nucleic acids in Gram-negative bacteria. These findings enable a new approach to the design of efficient multifunctional therapeutics with combined antimicrobial and anti-inflammatory effects and have therefore the potential to broadly impact fundamental and applied research on self-assembled nano-sized antibacterials for antibiotic resistant infections.
Published: 2020
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26. Mechanical Control of Cell Proliferation Increases Resistance to Chemotherapeutic Agents

Author: Ilaria Francesca Rizzuti, Zacchari Ben-Meriem, Catherine Barentin, Hélène Delanoë-Ayari, Haralampos Hatzikirou, Julie Guillermet-Guibert, Silvia Arcucci, Morgan Delarue, Audrey Prunet, Charlotte Rivière, Pietro Mascheroni, BRICS, Braunschweiger Zentrum für Systembiologie, Rebenring 56,38106 Braunschweig, Germany., Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Helmholtz Centre for Infection Research (HZI), Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biophysique (BIOPHYSIQUE), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Liquides et interfaces (L&I), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Cell physiology, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Solid cancer, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], General Physics and Astronomy, Antineoplastic Agents, [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, Drug resistance, Deoxycytidine, Models, Biological, 01 natural sciences, Efficacy, Pancreatic cancer, 0103 physical sciences, medicine, Humans, 010306 general physics, Cell Proliferation, Cell growth, Chemistry, medicine.disease, Gemcitabine, 3. Good health, Pancreatic Neoplasms, Drug Resistance, Neoplasm, Cancer research, Stress, Mechanical, Carcinoma, Pancreatic Ductal
Abstract: International audience; While many cellular mechanisms leading to chemotherapeutic resistance have been identified, there is an increasing realization that tumor-stroma interactions also play an important role. In particular, mechanical alterations are inherent to solid cancer progression and profoundly impact cell physiology. Here, we explore the influence of compressive stress on the efficacy of chemotherapeutics in pancreatic cancer spheroids. We find that increased compressive stress leads to decreased drug efficacy. Theoretical modeling and experiments suggest that mechanical stress decreases cell proliferation which in turn reduces the efficacy of chemotherapeutics that target proliferating cells. Our work highlights a mechanical form of drug resistance and suggests new strategies for therapy.
Published: 2020
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27. Coupled electrokinetic transport through a nanoporous membrane: a theoretical approach

Author: Liot, Olivier, Sempere, Catherine, Ybert, Christophe, Biance, Anne-Laure, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Liquides et interfaces (L&I), Institut Lumière Matière [Villeurbanne] (ILM), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Liot, Olivier
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [PHYS.MECA.THER] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MEFL] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN] Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], [PHYS.COND.CM-SCM] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft]
Abstract: 11 figures, 11 pages; Liquid transport through nanopore is central into many applications, from water purification to biosensing or energy harvesting. Ultimately thin nanopores are of major interest in these applications to increase driving potential and reduce as much as possible dissipation sources. We investigate here theoretically the efficiency of the electrical power generation through an ultrathin nanoporous membrane by means of streaming current (electrical current induced by ionic flow in the vicinity of the liquid/solid interface) or electroosmosis (flow rate induced by an electrical potential). Upscaling from one unique pore to a nanoporous membrane is not straightforward when we consider low aspect ratio nanopore because of 3D entrance effects, which lead to interactions between the pores. Whereas these interactions have already been considered for direct transport (hydrodynamic permeability of the membrane, ionic conductance), specific effects appear when coupled transports are considered. We derive here the expression of the electroosmotic mobility for a nanoporous membrane including surface conduction, and we show that (i) it depends mainly of the distance between the pores and (ii) it is sublinear with the number of pores. Varying the pore spatial organization (square, hexagonal, disordered structure) reveals that these transport properties are only dependent on one parameter, the porosity of the membrane. Finally, when considering energy conversion yield, it is shown that increasing the number of pores is deleterious, and a non-monotonic behavior with salt concentration is reported.
Published: 2020

28. µLAS: Sizing of expanded trinucleotide repeats with femtomolar sensitivity in less than 5 minutes

Author: Rémi, Malbec, Bayan, Chami, Lorène, Aeschbach, Gustavo A, Ruiz Buendía, Marius, Socol, Pierre, Joseph, Thierry, Leïchlé, Evgeniya, Trofimenko, Aurélien, Bancaud, Vincent, Dion, Équipe MICrosystèmes d'Analyse (LAAS-MICA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Université de Lausanne (UNIL), Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Lausanne = University of Lausanne (UNIL), and ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016)
Subjects: Diagnostic Tests, Routine/methods, Humans, Lab-On-A-Chip Devices, Nervous System Diseases/diagnosis, Nervous System Diseases/pathology, Neuromuscular Diseases/diagnosis, Neuromuscular Diseases/pathology, Sensitivity and Specificity, Trinucleotide Repeat Expansion, Diagnostic Tests, Routine, lcsh:R, lcsh:Medicine, Neuromuscular Diseases, Article, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], lcsh:Q, Nervous System Diseases, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, lcsh:Science
Abstract: International audience; We present µLAS, a lab-on-chip system that concentrates, separates, and detects DNA fragments in a single module. µLAS speeds up DNA size analysis in minutes using femtomolar amounts of amplified DNA. Here we tested the relevance of µLAS for sizing expanded trinucleotide repeats, which cause over 20 different neurological and neuromuscular disorders. Because the length of trinucleotide repeats correlates with the severity of the diseases, it is crucial to be able to size repeat tract length accurately and efficiently. Expanded trinucleotide repeats are however genetically unstable and difficult to amplify. Thus, the amount of amplified material to work with is often limited, making its analysis labor-intensive. We report the detection of heterogeneous allele lengths in 8 samples from myotonic dystrophy type 1 and Huntington disease patients with up to 750 CAG/CTG repeats in five minutes or less. The high sensitivity of the method allowed us to minimize the number of amplification cycles and thus reduce amplification artefacts without compromising the detection of the expanded allele. These results suggest that µLAS can speed up routine molecular biology applications of repetitive sequences and may improve the molecular diagnostic of expanded repeat disorders.
Published: 2019
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29. Real-Time Imaging of a Single Gene Reveals Transcription-Initiated Local Confinement

Author: GERMIER, Thomas, Kocanova, Silvia, WALTHER, Nike, Bancaud, Aurélien, SHABAN, Haitham Ahmed, Sellou, Hafida, Politi, Antonio Zaccaria, Ellenberg, Jan, Gallardo, Franck, Bystricky, Kerstin, Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (LBME), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: Nucleic Acids and Genome Biophysics, Transcription, Genetic, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Transfection, Chromatin, Molecular Imaging, Motion, Spectrometry, Fluorescence, Microscopy, Fluorescence, Genetic Loci, Cell Line, Tumor, Humans, Cyclin D1, RNA Polymerase II, RNA, Messenger, Transgenes, Fluorescence Recovery After Photobleaching
Abstract: International audience; Genome dynamics are intimately linked to the regulation of gene expression, the most fundamental mechanism in biology, yet we still do not know whether the very process of transcription drives spatial organization at specific gene loci. Here, we have optimized the ANCHOR/ParB DNA-labeling system for real-time imaging of a single-copy, estrogen-inducible trans-gene in human cells. Motion of an ANCHOR3-tagged DNA locus was recorded in the same cell before and during the appearance of nascent MS2-labeled mRNA. We found that transcription initiation by RNA polymerase 2 resulted in confinement of the mRNA-producing gene domain within minutes. Transcription-induced confinement occurred in each single cell independently of initial, highly heterogeneous mobility. Constrained mobility was maintained even when inhibiting polymerase elongation. Chro-matin motion at constant step size within a largely confined area hence leads to increased collisions that are compatible with the formation of gene-specific chromatin domains, and reflect the assembly of functional protein hubs and DNA processing during the rate-limiting steps of transcription.
Published: 2017
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30. Collagen matrix remodeling by fibroblasts monitored by interstitial flow metrology

Author: Cacheux, Jean, Bancaud, Aurélien, Ordonez-Miranda, Jose, Jalabert, Laurent, Matsunaga, Yukiko, Bancaud, Aurélien, Laboratory for Integrated Micro Mechatronics Systems (LIMMS), The University of Tokyo (UTokyo)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institute of Industrial Science (IIS), and The University of Tokyo (UTokyo)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph]
Abstract: International audience; The Starling principle has been invoked during a century to describe the balance between interstitial flows as pressure and osmotic flows. More recently, our understanding of the lymphatic system has dramatically changed our view on interstitial flows as a balance between (i) blood pressure permeation and (ii) lymphatic drainage. The extracellular matrix (ECM) acts as a microfluidic network that controls the amplitude of interstitial flows. Deregulation of this homeostasis is tightly coupled to a broad range of basic biological mechanisms, including diferenciation, proliferation and migration. In this context, microphysiological systems stand out as dedicated platforms to study the regulation of interstitial flows by the ECM. So far, however, control and measurement of these minute flows has remained an unmet challenge. In this work, we present a technology to directly induce and measure flow rates in commonly used ECM. Its working principle consists of an hydrodynamic actuation system to control pressure in amicrochannel embedded into an ECM. Instead of using a flow meter to monitor the resulting flow, we enclose the device with an air cavity, which is compressed or expanded due to the interstitial fluid volume exchanges. A MEMS-based pressure sensor enables the direct determination of the cavity pressure and hence of the intertitial fluid flow rate. We then demonstrate how stromal cells (eg. fibroblast) modulate hydrodynamic and mechanical properties of the ECM. Our results are supported by an original poroelastic model of the ECM. Altogether, our unique tool provides novel insights on intersitial flows and their regulation by cells.
Published: 2020

31. Microfluidic characterization of biomimetic membrane mechanics with an on-chip micropipette

Author: Adrian Laborde, Marianne Elias, Lucrezia Caselli, Adrien Dutoya, Costanza Montis, Debora Berti, Aurélie Lecestre, Barbara Lonetti, Pierre Joseph, Clément Roux, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Department of Chemistry & CSGI, Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), CNRS, INSIS, Renatech, PICS CNRS 'Microfluidics for Soft Matter', Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Materials science, Microfluidics, lcsh:TK7800-8360, Nanoparticle, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, biophysics, lcsh:Technology (General), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Electrical and Electronic Engineering, microfabrication, Vesicle, lcsh:Electronics, Pipette, Biophysics, Lipid membranes, Microfabrication, Micropipette, Nanoparticles, Adhesion, Mechanics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Characterization (materials science), Membrane, lcsh:T1-995, lipid membranes, nanoparticles, micropipette, 0210 nano-technology
Abstract: The mechanic properties of cell membranes control many biological processes. The complexity of natural membranes is often dealt with by building synthetic vesicles (Giant Unilamellar Vesicles, GUVs), which can be thought as micron-sized minimal cells. Micropipette aspiration technique is the gold standard to characterize membrane mechanics, but it involves manual, long and tedious experiments. Microfluidics is perfectly suited to handle GUVs and permits in particular to conceive on-chip micropipettes for automated, systematic studies of membrane mechanical moduli. We developed a microfabrication process that enables obtaining the required 3- level channels including a micropipette in the intermediate level, with micrometric alignment, sufficiently low adhesion and roughness. We extended the theoretical analysis of micropipette, valid for cylindrical geometries that microfabrication does not allow, to the on-chip geometry, by considering the deformation of a vesicle in a square cross-section trap. We confirmed the validity of our approach thanks to systematic experiments performed on GUVs with well-characterized compositions: the obtained values of the membrane stretching modulus are in quantitative agreement with the literature. As a case study, we used our device to show that GUVs challenged with copolymer micelles, typically used for drug delivery, displayed a significantly decrease of the membrane stretching modulus, which could mediate internalization of these nanovectors. This study opens the path to systematic studies of the influence of physico-chemical environment on the mechanics of cell membranes.
Published: 2020
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32. μLAS technology for DNA isolation coupled to Cas9-assisted targeting for sequencing and assembly of a 30 kb region in plant genome

Author: Aurélien Bancaud, Carine Satge, Tslil Gabrieli, Sandra Moreau, Caroline Callot, Audrey Boutonnet, Arnaud Bellec, Hélène Bergès, Margaux-Alison Fustier, Nicolas Milon, Stéphane Cauet, Laure Saias, Céline Chantry-Darmon, Frederic Ginot, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Adelis Technologies, Centre National de Ressources Génomiques Végétales (CNRGV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire des interactions plantes micro-organismes (LIPM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tel Aviv University (TAU), Picometrics Technologies, European Commission Joint Research Centre, Institut Carnot, Region Auvergne-Rhone-Alpes, Region Bourgogne-Franche-Comte, Region Hauts-de-France, Region Nouvelle-Aquitaine, ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Tel Aviv University [Tel Aviv], Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Laboratoire d'Analyse Génétique pour les Espèces Animales (LABOGENA), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Subjects: Chromosomes, Artificial, Bacterial, DNA, Plant, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Locus (genetics), 02 engineering and technology, Computational biology, Biology, Genome, 03 medical and health sciences, Plasmid, Medicago truncatula, Genetics, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, Bacterial artificial chromosome, Contig, Computational Biology, Reproducibility of Results, Sequence Analysis, DNA, Genomics, 021001 nanoscience & nanotechnology, DNA extraction, Electrophoresis, Gel, Pulsed-Field, DNA profiling, CRISPR-Cas Systems, 0210 nano-technology, Genome, Plant, Reference genome
Abstract: Cas9-assisted targeting of DNA fragments in complex genomes is viewed as an essential strategy to obtain high-quality and continuous sequence data. However, the purity of target loci selected by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) has so far been insufficient to assemble the sequence in one contig. Here, we describe the μLAS technology to capture and purify high molecular weight DNA. First, the technology is optimized to perform high sensitivity DNA profiling with a limit of detection of 20 fg/μl for 50 kb fragments and an analytical time of 50 min. Then, μLAS is operated to isolate a 31.5 kb locus cleaved by Cas9 in the genome of the plant Medicago truncatula. Target purification is validated on a Bacterial Artificial Chromosome plasmid, and subsequently carried out in whole genome with μLAS, PFGE or by combining these techniques. PacBio sequencing shows an enrichment factor of the target sequence of 84 with PFGE alone versus 892 by association of PFGE with μLAS. These performances allow us to sequence and assemble one contig of 29 441 bp with 99% sequence identity to the reference sequence.
Published: 2019
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33. ON-CHIP PRE-TREATMENT OF BIOLOGICAL SAMPLES FOR THE ISOLATION OF ADIPOSE STEM CELLS (ASCs)

Author: Karine Reybier, Marie-Charline Blatche, Mathias Bouguelmouna, Coralie Sengenès, Melanie Mariotte, Marion Valette, Rémi Courson, Amandine Girousse, A.-M. Gue, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Faculté des Sciences et Techniques de Limoges, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Valette, Marion, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Subjects: 0301 basic medicine, Pre treatment, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, Adipose tissue, [SPI.MECA.MEFL] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], 02 engineering and technology, Regenerative medicine, Dry Films, law.invention, Hydrodynamic Filtration, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], 03 medical and health sciences, law, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Filtration, Chemistry, Stem Cells, 021001 nanoscience & nanotechnology, Isolation (microbiology), [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, 3. Good health, Cell biology, 030104 developmental biology, Stem cell, 0210 nano-technology, Adipose Stem Cells
Abstract: International audience; This study presents the development of an original 2-steps Lab-on-chip that aims at isolating Adipose Stem Cells (ASCs), cells of considerable interest for regenerative medicine, from complex biological samples. Based on hydrodynamic filtration, the device pre-isolates ASCs by removing cells with a diameter below 10µm such as red blood cells or lymphocytes.
Published: 2019
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34. Adipose Stem Cells (ASCs) isolation by on-chip pre-treatment of biological samples

Author: Valette, Marion, Bouguelmouna, Mathias, Mariotte, Mélanie, Courson, Rémi, Blatché, Marie-Charline, Girousse, Amandine, Sengenes, Coralie, Reybier, Karine, Gué, Anne Marie, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, STROMALab, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Etablissement Français du Sang-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Faculté des Sciences et Techniques de Limoges, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Valette, Marion, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement Français du Sang-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the fluids [physics.class-ph], [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Stem Cells, Microfluidics, [SPI.MECA.MEFL] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Dry Films, [SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, Hydrodynamic Filtration, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MEFL] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Adipose Stem Cells
Abstract: International audience; This study presents the development of an original 2-steps Lab-on-chip that aims at isolating Adipose Stem Cells (ASCs), cells of considerable interest for regenerative medicine, from complex biological samples. Based on hydrodynamic filtration, the device pre-isolates ASCs by removing cells with a diameter below 10µm such as red blood cells or lymphocytes.
Published: 2019

35. Wet spinning and radial self-assembly of a carbohydrate low molecular weight gelator into well organized hydrogel filaments

Author: Sandrine Souleille, Isabelle Loubinoux, Juliette Fitremann, Laurence Vaysse, Anaïs Chalard, Nathalie Saffon-Merceron, Laurent Malaquin, Pierre Joseph, Barbara Lonetti, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Toulouse Neuro Imaging Center (ToNIC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), ANR Neuraxe, ANR-15-CE07-0007,NEURAXE,Gels supramoléculaires orientés pour le guidage de cellules souches neurales(2015), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Purpan [Toulouse], and CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
Subjects: amphiphile, Biocompatible Materials, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, polymorphism, Protein filament, General Materials Science, aligned fibers, Hydrogels, self-assembly, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Solvent, sugar, Thermogravimetry, Self-healing hydrogels, Extrusion, N-heptyl-ᴅ-galactonamide, 0210 nano-technology, wet spinning, [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], Materials science, radial diffusion, Cell Survival, Carbohydrates, Supramolecular chemistry, Supramolecular fiber, microfluidics, macromolecular substances, 010402 general chemistry, Cell Line, biocompatibility, liquid rope, Humans, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Spinning, saccharide, Sugar Acids, N-alkyl-aldonamide, thread, gel rope, 0104 chemical sciences, Molecular Weight, Chemical engineering, carbohydrate, Solvents, Self-assembly, hydrogel, Low Molecular Weight Gel
Abstract: International audience; In this work, we describe how a simple single low molecular weight gelator (LMWG) molecule – N-heptyl-D-galactonamide, which is easy to produce at the gram scale – is spun into gel filaments by a wet spinning process based on solvent exchange. A solution of the gelator in DMSO is injected into water and the solvent diffusion triggers the supramolecular self-assembly of the N-heptyl-D-galactonamide molecules into nanometric fibers. These fibers entrap around 97% of water, thus forming a highly hydrated hydrogel filament, deposited in a well organized coil and locally aligned. This self-assembly mechanism also leads to a very narrow distribution of the supramolecular fiber width, around 150 nm. In addition, the self-assembled fibers are oriented radially inside the wet-spun filaments and at a high flow rate, fibers are organized in spirals. As a result, this process gives rise to a high control of the gelator self-assembly compared with the usual thermal sol–gel transition. This method also opens the way to the controlled extrusion at room temperature of these very simple, soft, biocompatible but delicate hydrogels. The gelator concentration and the flow rates leading to the formation of the gel filaments have been screened. The filament diameter, its internal morphology, the solvent exchange and the velocity of the jet have been investigated by video image analysis and electron microscopy. The stability of these delicate hydrogel ropes has been studied, revealing a polymorphic transformation into macroscopic crystals with time under some storage conditions. The cell viability of a neuronal cell line on the filaments has also been estimated
Published: 2019
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36. Towards a Miniaturized Device to Evaluate the BOD Parameter of Wastwater

Author: Ali Boukabache, Gérald Thouand, Sulivan Jouanneau, Anne Marie Gué, Loic Recoules, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire), Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon), Université de Nantes (UN)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: Biochemical oxygen demand, 02 engineering and technology, BOD, 01 natural sciences, PDMS chip, Microsystem, optods, Organic matter, Diffusion (business), [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Process engineering, bacteria, wastewater, General Environmental Science, chemistry.chemical_classification, Pollutant, business.industry, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, 010401 analytical chemistry, Biodegradation, 021001 nanoscience & nanotechnology, 6. Clean water, 0104 chemical sciences, chemistry, Wastewater, 13. Climate action, Environmental science, Water quality, 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; The concentration of organic pollutants present in wastewater is classically evaluated by measuring the quantity of dissolved oxygen during five days; it is quantified by the so called BOD5 parameter (Biological Oxygen Demand). This work constitutes the first step of an overall strategy targeting to improve the monitoring of this indicator of the water quality. We focus on the development of a microsystem approach allowing monitoring the O 2 consumption induced by the biodegradation process of organic matter. To evaluate the organic pollutants concentration, we use Escherichia coli as bacterial indicator, confined in a PDMS-glass chip. Their metabolic activity in presence of organic molecules is deduced from their oxygen consumption. These measurements are ensured by optical sensors present in each of the five instrumented chambers of the chip. The results show that the microsystem approach is suitable to measure simultaneously different concentrations of organic load, and that it is possible to reduce the analysis time. By examining the O 2 diffusion towards the walls of the device, we analyze the different part of the experimental results; it allows, on the basis of a theoretical model, to predict a precise evaluation of the BOD value within few hours.
Published: 2019
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37. Direct observation of pore collapse and tensile stress generation on pore walls due to salt crystallization in a PDMS channel

Author: Pierre Joseph, Marc Prat, Antoine Naillon, Institut de mécanique des fluides de Toulouse (IMFT), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Subjects: Materials science, crystallization, Capillary action, Mécanique des fluides, Biotechnologie, Crystal growth, 02 engineering and technology, General Chemistry, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, law.invention, Stress (mechanics), Compressive strength, Shear (geology), law, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Thin film, Crystallization, Composite material, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, 0210 nano-technology, Salt crystallization
Abstract: The generation of stress in a pore due to salt crystallization is generally analysed as a compressive stress generation mechanism using the concept of crystallization pressure. We report on a completely different stress generation mechanism. In contrast with the classical picture where the crystal pushes the pore wall, the crystal growth leads to the generation of a local tensile stress. This tensile stress occurs next to a region where a compressive stress is generated, thus inducing also shear stresses. The tensile stress generation is attributed to capillary effects in the thin film confined between the crystal and the pore wall. These findings are obtained from direct optical observations in model pores where the tensile stress generation results in the collapse of the pore region located between the crystal and the pore dead-end. The experiments also reveal other interesting phenomena, such as the hyperslow drying in PDMS channels or the asymmetrical growth of the crystal during the collapse.
Published: 2019
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38. Rouse model with transient intramolecular contacts on a timescale of seconds recapitulates folding and fluctuation of yeast chromosomes

Author: Kerstin Bystricky, Aurélien Bancaud, Renjie Wang, Jean-Marc Victor, Cédric Vaillant, Marius Socol, Pascal Carrivain, Daniel Jost, Olivier Gadal, Christophe Normand, Eric Le Cam, Vincent Dahirel, Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier (IRIM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Laboratoire de biologie moléculaire eucaryote (LBME), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Henan University of Science and Technology, Biologie Computationnelle et Mathématique (TIMC-IMAG-BCM), Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Physique de l'ENS Lyon (Phys-ENS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Signalisation, noyaux et innovations en cancérologie (UMR8126), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PHysicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nutrition et Alimentation des Populations aux Suds (NutriPass), Université Montpellier 1 (UM1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université Paris-Saclay, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-ESPCI ParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], DNA Folding, Chromatin and Epigenetics, Chromosome conformation capture, 03 medical and health sciences, Motion, 0302 clinical medicine, Genetics, Nucleosome, Gene Regulation, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, DNA, Fungal, 030304 developmental biology, 0303 health sciences, biology, Models, Genetic, Dynamics (mechanics), Gene regulation, Chromatin and Epigenetics, Chromatin, Nucleosomes, Folding (chemistry), Kinetics, Histone, Chemical physics, biology.protein, Chromosomes, Fungal, Parametrization, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: DNA folding and dynamics along with major nuclear functions are determined by chromosome structural properties, which remain, thus far, elusive in vivo. Here, we combine polymer modeling and single particle tracking experiments to determine the physico-chemical parameters of chromatin in vitro and in living yeast. We find that the motion of reconstituted chromatin fibers can be recapitulated by the Rouse model using mechanical parameters of nucleosome arrays deduced from structural simulations. Conversely, we report that the Rouse model shows some inconsistencies to analyze the motion and structural properties inferred from yeast chromosomes determined with chromosome conformation capture techniques (specifically, Hi-C). We hence introduce the Rouse model with Transient Internal Contacts (RouseTIC), in which random association and dissociation occurs along the chromosome contour. The parametrization of this model by fitting motion and Hi-C data allows us to measure the kinetic parameters of the contact formation reaction. Chromosome contacts appear to be transient; associated to a lifetime of seconds and characterized by an attractive energy of –0.3 to –0.5 kBT. We suggest attributing this energy to the occurrence of histone tail-DNA contacts and notice that its amplitude sets chromosomes in ‘theta’ conditions, in which they are poised for compartmentalization and phase separation.
Published: 2019
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39. Towards onchip EVs separation: a lab‐on‐chip approach. J Extracell Vesicles

Author: Lyne Pillemont, Daniel Guneysu, Céline Elie-Caille, Wilfrid Boireau, Anne-Marie Gue, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Femto-st, MN2S
Subjects: [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [SPI.ACOU] Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience; Introduction: Owing to their complexity in size, origin, membrane markers, there is currently no ideal technology available to relate cell-derived microvesicles (EVs) structure and functions. All currently available methods (flow-cytometry, DLS, TRPS, etc.) have limits in their ability to capture the whole diversity of EVs populations and are not amenable to automation and large-scale analysis of numerous samples. In that context, the overall objective of this study is to develop a miniaturized platform allowing the isolation, fractionation and qualification of microvesicles in µL volume.Methods: Based on previous works (1), we propose a lab-on-chip coupling a hydrodynamic separation module enabling EVs separation according to their size to an affinity-trapping chamber compatible with subsequent SPR and AFM characterization. We designed and fabricated 2.5 × 2.5cm chips enabling the separation of vesicles at tunable cut-off (150-900nm). The proof-of-concept was done using fluorescent calibration particles (polystyrene and melanin resin nanoparticles) biofunctionalized with proteins and mimicking EVs in buffer solution.Results: Sample was introduced into the chip using a syringe pump or a pressure generator and the filtered sample was simply collected at the chip outlet and redirected towards a biodetection chamber designed as an array of gold plots functionalized with antibodies. We demonstrated the high quality separation of 490 nm nanoparticles from 920 nm particles in concentrated solution (2.109 to 2.1011 particles/µL). Following sorting step, biosynthetic particles were immunocaptured in a miniaturized module of the NBA platform (2, 3) for their subsequent analysis.Summary/Conclusion: We did the proof-of-concept of on-chip nanoparticles separation and capture demonstrating the ability of miniaturized systems to perform sample fractionation. The tunable properties of the device open the way to a versatile tool for pre-analytical steps of EVs, including sorting and concentration, even in complex media.
Published: 2019

40. Towards on-chip EVs separation: a lab-on-chip approach

Author: Lyne Pillemont, Daniel Guneysu, Céline Elie-Caille, Wilfrid Boireau, Anne-Marie Gue, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), International Society for Extracellular Vesicles, ANR-17-CE09-0025,MADNESS,Une approche microfluidique générique pour la qualification des nanoparticules biologiques(2017), Gue, Anne-Marie, Une approche microfluidique générique pour la qualification des nanoparticules biologiques - - MADNESS2017 - ANR-17-CE09-0025 - AAPG2017 - VALID, Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), and Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Lab ob Chip, Extracellular vesicles, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Exosomes
Abstract: International audience; Background and motivation Owe to their complexity in size, origin, membrane markers, there is currently no ideal technology available to relate cell-derived microvesicles (EVs) structure and functions. All currently available methods (flow-cytometry, DLS, TRPS, etc.) have limits in their ability to capture the whole diversity of EVs populations and are not amenable to automation and large-scale analysis of numerous samples. In that context, the overall objective of this study is to develop a miniaturized platform allowing the isolation, fractionation and qualification of microvesicles in µL volume. Methods Based on previous works (1), we propose a lab on chip coupling a hydrodynamic separation module enabling EVs separation according to their size to an affinity-trapping chamber compatible with subsequent SPR and AFM characterization. We designed and fabricated 2.5x2.5cm chips enabling the separation of vesicles at tunable cut-off (150-900nm). The proof-of-concept was done using fluorescent calibration particles (polystyrene and melanin resin nanoparticles) biofunctionnalized with proteins and mimicking EVs in buffer solution. Results Sample was introduced into the chip using a syringe pump or a pressure generator and the filtered sample was simply collected at the chip outlet and redirected towards a biodetection chamber designed as an array of gold plots functionalized with antibodies. We demonstrated the high quality separation of 490nm nanoparticles from 920nm particles in concentrated solution (2.109 to 2.1011 particles/µL). Following sorting step, biosynthetic particles were immunocaptured in a miniaturized module of the NBA platform (2,3) for their subsequent analysis. Conclusion We did the proof-of-concept of on-chip nanoparticles separation and capture demonstrating the ability of miniaturized systems to perform sample fractionation. The tunable properties of the device open the way to a versatile tool for preanalytical steps of EVs, including sorting and concentration, even in complex media.
Published: 2019

41. Microfluidics to fabricate and probe vesicles mimicking cells

Author: Pierre JOSEPH, Marianne Elias, Fabien Mesnilgrente, Adrian Laborde, Debora Berti, Costanza Montis, Lucrezia Caselli, Barbara Lonetti, Chiara Magnani, Anne-Françoise Mingotaud, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Center for colloid and surface science (CSGI), Université de Florence, Università degli Studi di Firenze = University of Florence [Firenze] (UNIFI), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), RenatechPICS CNRS 'Microfluidics For Soft Matter', PICS CNRS Microfluidics4SoftMatter, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Università degli Studi di Firenze = University of Florence (UniFI), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; Being the base element of cell membranes, lipid bilayers are an essential ingredient of many biological processes. In order to understand mechanisms at play for example in molecule translocation through membrane proteins, or interaction of the cell with nanoparticles (NPs), artificial, biomimetic membranes have been developed: supported or suspended bilayers, Giant Unilamellar Vesicles (GUV) which are micron-sized compartments. They constitute simplified models to decompose the elementary events (biochemical, physical, and chemical) at stake in real biological situations 1. Existing Methods to work with these artificial membranes do not permit reproducible properties or complex configurations (size, chemical composition of the membrane). Microfluidics, the handling of fluids in microfabricated chips, offers new and versatile tools, both to fabricate more elaborated "artificial cells" 2 and to manipulate and study them 3. We propose to combine microfluidics (LAAS team, https://www.laas.fr/public/en/mile), physico-chemistry with biological relevance (Italian team), and polymeric self-assemblies for nanomedicine (IMRCP team) in order to decipher biological processes occurring at cell membranes, particularly as regards nanoparticles/membrane interaction. Two applications are targeted: nanoparticles toxicity and nanomedicine. A few results (more or less preliminary) will be discussed: Chips designed to characterize vesicle mechanical properties, in the spirit of on-chip micropipettes 4 , show significant stiffening of GUV after their incubation with gold NP. They also permit to test hybrid vesicles, composed of mixtures of lipids and copolymers, promising in particular for nanomedicine 5. The effects of photoactive drugs included in polymeric nanocarriers are also characterized in real-time on vesicles sensitive to oxidation, thanks to a microfluidic architecture permitting to switch inlet solution. Droplet-based configurations to fabricate GUV are also implemented. Ongoing work aims at extracting quantitative information: improving designs, understanding how intrinsic properties (membrane bending modulus) relate to measured properties (such as the critical pressure to release a vesicle), as function of nanoparticles surface chemistry, membrane composition, flow conditions. (1) Montis, C.; Maiolo, D.; Alessandri, I.; Bergese, P.; Berti, D. Interaction of Nanoparticles with Lipid Membranes: A Multiscale Perspective. Nanoscale 2014, 6 (12), 6452-6457. https://doi.org/10.1039/C4NR00838C. (2) Swaay, D. van; deMello, A. Microfluidic Methods for Forming Liposomes. Lab Chip 2013, 13 (5), 752-767. https://doi.org/10.1039/C2LC41121K. (3) Robinson, T.; Kuhn, P.; Eyer, K.; Dittrich, P. S. Microfluidic Trapping of Giant Unilamellar Vesicles to Study Transport through a Membrane Pore. Biomicrofluidics 2013, 7 (4), 044105.
Published: 2019

42. Contraction and Tumbling Dynamics of DNA in Shear Flows under Confinement Induced by Transverse Viscoelastic Forces

Author: Bayan Chami, Aurélien Bancaud, Marius Socol, Manoel Manghi, Antony Lesage, Jean-Marc Victor, Hubert Ranchon, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Physique Statistique des Systèmes Complexes (LPT) (PhyStat), Laboratoire de Physique Théorique (LPT), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-16-CE18-0028,MicroLAS,µ-Laboratoire d'Analyse et de Séparation des chromosomes : développement d'un outil pour le typage rapide des bactéries, levures et cellules de mammifères(2016)
Subjects: Materials science, Polymers and Plastics, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, Viscoelasticity, Inorganic Chemistry, Physics::Fluid Dynamics, chemistry.chemical_compound, Materials Chemistry, Fluorescence microscope, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Quantitative Biology::Biomolecules, Organic Chemistry, Mechanics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Viscoelastic fluid flow, 0104 chemical sciences, Condensed Matter::Soft Condensed Matter, Electrophoresis, Transverse plane, Shear (geology), chemistry, 0210 nano-technology, [PHYS.COND.CM-SCM]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Soft Condensed Matter [cond-mat.soft], DNA
Abstract: International audience; The dynamics of single DNA molecules conveyed in a viscoelastic fluid flow with an opposing electrophoretic force are investigated by fluorescence microscopy. For balanced hydrodynamic and electrophoretic forces, DNA is confined near the walls with a much smaller elongation than in bulk shear flows. Furthermore, we observe that DNA extension is characterized by intermittent fluctuations, the characteristic time scale of which depends on the flow velocity. A model based on Rouse dynamics explains the contraction of the molecule by the coupling of monomer motion in the transverse and longitudinal directions to the flow induced by transverse viscoelastic forces. Using simulations, we suggest that the occurrence of intermittent fluctuations is analogous to tumbling dynamics characterized by the cyclic spooling motion of end monomers about the molecule center of mass
Published: 2019
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43. A microsystem approach to measure the oxygen consumption of bacteria. Towards a precise evaluation of the BOD parameter of wastewater

Author: Recoules, Loic, Migaou, Amani, Dollat, Xavier, Thouand, Gerald, Gué, Anne-Marie, Boukabache, Ali, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UPS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Équipe Modélisation Multi-niveaux des Matériaux (LAAS-M3), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Traitement Eau Air Métrologie (GEPEA-TEAM), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Équipe Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes (LAAS-N2IS)
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2019

44. Technological Challenges and Future Issues for the Detection of Circulating MicroRNAs in Patients With Cancer

Author: Cacheux, Jean, Bancaud, Aurélien, Leichle, Thierry, Cordelier, Pierre, Leichle, Thierry, Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Georgia Tech Lorraine [Metz], Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Institut de médecine moléculaire de Rangueil (I2MR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées- Institut Fédératif de Recherche Bio-médicale Institution (IFR150)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Georgia Institute of Technology [Atlanta]-CentraleSupélec-Ecole Nationale Supérieure des Arts et Metiers Metz-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IFR150-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)- Institut Fédératif de Recherche Bio-médicale Institution (IFR150)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Subjects: [SDV] Life Sciences [q-bio], [SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; In the era of precision medicine, the success of clinical trials, notably for patients diagnosed with cancer, strongly relies on biomarkers with pristine clinical value but also on robust and versatile analytical technologies to ensure proper patients' stratification and treatment. In this review, we will first address whether plasmatic and salivary microRNAs can be considered as a reliable source of biomarkers for cancer diagnosis and prognosis. We will then discuss the pre-analytical steps preceding miRNA quantification (from isolation to purification), and how such process could be biased and time-consuming. Next, we will review the most recent tools derived from micro- and nano-technologies for microRNA detection available to date and how they may compete with current standards. This review will prioritize publications using relevant biological samples. The significance of various physical transduction schemes (mechanical, optical, electrical, etc.) for biological detection will be compared, and pros and cons of each method will be widely discussed. Finally, we will debate on how micro and nanotechnologies could widespread the use of biomarkers in modern medicine, to help manage patients with serious diseases such as cancer.
Published: 2019
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45. A microsystem approach to measure the oxygen consumption of bacteria. Towards a precise evaluation of the BOD (Biological Oxygen Demand) parameter of wastewater

Author: Loic Recoules, Sulivan Jouanneau, Gerald Thouand, Anne-Marie Gue, Ali Boukabache, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut Universitaire de Technologie - Nantes (IUT Nantes), Université de Nantes (UN), Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire (GEPEA), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-ECOT-0015,BIOGUARD(2010), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), and Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
Abstract: International audience; The quantity of organic pollutants present in wastewater is classically evaluated by measuring the quantity of dissolved oxygen during five days; it is quantified by the so called BOD5 parameter (Biological Oxygen Demand) [1]. This work constitutes the first step of an overall strategy targeting to improve the monitoring of BOD5. We focus on the development of a microsystem approach allowing monitoring the O2 consumption induced by the biodegradation process of organic matter. To evaluate the organic pollutants concentration, we use Escherichia coli as bacterial indicator, confined in a PDMS-glass chip. Their metabolic activity in presence of organic molecules is deduced from their oxygen consumption. These measurements are ensured by optical sensors present in each of the five instrumented chambers of the chip. The results show that the microsystem approach is suitable to measure simultaneously different concentrations of organic load, and that it is possible to reduce the analysis time. By examining the O 2 diffusion towards the walls of the device, we analyse the different part of the experimental results; it allows predicting, in the future, a precise evaluation of the BOD value within a few hours.
Published: 2018

46. DNA concentration, purification and identification with µLAS microreactor: (i) identification of DNA biomarkers in the blood, and (ii) Cas9- targeted sequencing

Author: Bancaud, Aurélien, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

47. Nanofluidic fluorescence microscopy with integrated concentration gradient generation for one-shot parallel kinetic assays

Author: Pattamon Teerapanich, Antoine Naillon, Pierre Joseph, Thierry Leichle, Chia-Fu Chou, Yii-Lih Lin, Corinne Henriquet, Martine Pugnière, Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (IRCM - U1194 Inserm - UM), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM), Institut de recherche en cancérologie de Montpellier (IRCM - U896 Inserm - UM1), CRLCC Val d'Aurelle - Paul Lamarque-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Montpellier 1 (UM1), Academia Sinica, Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), ANR-13-IS10-0001,DEPSLIT,Système nanofluidique biofonctionnalisé avec pré-concentrateur moléculaire pour la détection ultra-rapide et l'analyse cinétique(2013), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Leichle, Thierry, and Blanc – Accords bilatéraux 2013 - Système nanofluidique biofonctionnalisé avec pré-concentrateur moléculaire pour la détection ultra-rapide et l'analyse cinétique - - DEPSLIT2013 - ANR-13-IS10-0001 - Blanc – Accords bilatéraux 2013 - VALID
Subjects: 0301 basic medicine, Analyte, Materials science, [SPI.NANO] Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Microfluidics, Kinetic energy, 01 natural sciences, Dissociation (chemistry), 03 medical and health sciences, Materials Chemistry, Fluorescence microscope, Electrical and Electronic Engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Instrumentation, business.industry, 010401 analytical chemistry, Metals and Alloys, Condensed Matter Physics, Chip, 0104 chemical sciences, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, 030104 developmental biology, Optoelectronics, Titration, Concentration gradient, business
Abstract: International audience; We report a simple and cost-effective nanofluidic fluorescence microscopy platform with parallel kinetic assay capability for the determination of kinetic parameters in a single run. An on-chip microfluidic concentration diluter, or gradient generator, was integrated to a biofunctionalized nanofluidic chip, enabling simultaneous interrogation of multiple biomolecular interactions with a full titration series of analyte in a single experiment. We demonstrate that since the association and dissociation phases are induced by the on-chip gradient generator and a reverse buffer flow operation, complete kinetic sensorgrams for IgG/anti-IgG interactions can be achieved within 20 min on a single device, which is at least 10 times faster than traditional kinetic techniques. This method could contribute to low-cost, rapid and high-throughput drug-screening and clinical diagnostics.
Published: 2018
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48. Mechano-chemostats to study the effects of compressive stress on yeast

Author: Oskar Hallatschek, Morgan Delarue, Liam J. Holt, New York University Langone Medical Center (NYU Langone Medical Center), NYU System (NYU), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: 0301 basic medicine, education.field_of_study, Population level, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Population, Microfluidics, Biology, Cellular level, Yeast, 03 medical and health sciences, 030104 developmental biology, Compressive strength, Mechanical compression, Biophysics, education
Abstract: International audience; Cells need to act upon the elastic extracellular matrix and against steric constraints when proliferating in a confined environment, leading to the build-up, at the population level, of a compressive, growth-induced, mechanical stress. Compressive mechanical stresses are ubiquitous to any cell population growing in a spatially-constrained environment, such as microbes or most solid tumors. They remain understudied, in particular in microbial populations, due to the lack of tools available to researchers. Here, we present various mechano-chemostats: microfluidic devices developed to study microbes under pressure. A mechano-chemostat permits researchers to control the intensity of growth-induced pressure through the control of cell confinement, while keeping cells in a defined chemical environment. These versatile devices enable the interrogation of physiological parameters influenced by mechanical compression at the single cell level and set a standard for the study of growth-induced compressive stress.
Published: 2018
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49. DNA polymerase ν gene expression influences fludarabine resistance in chronic lymphocytic leukemia independently of p53 status

Author: Loic Ysebaert, Alice Bradbury, Anne Quillet-Mary, Jean-Sébastien Hoffmann, Patricia Montilla-Perez, Jean-Jacques Fournié, Christophe Cazaux, Aurélien Bancaud, Srdana Grgurevic, Sandrine Pelofy, Christian Recher, Guy Laurent, Thomas Filleron, Julia Gilhodes, Sophie Queille, Centre de Recherches en Cancérologie de Toulouse (CRCT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), University of Newcastle [Australia] (UoN), Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Etude des relations instabilité génétique et cancer (ERIGC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service d'Hématologie [IUCT Toulouse], Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Universitaire du Cancer de Toulouse - Oncopole (IUCT Oncopole - UMR 1037), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Toulouse [Toulouse]-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Service d'hématologie [Tours], Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours (CHRU Tours)-Hôpital Bretonneau, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Hôpital Bretonneau-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Tours (CHRU Tours), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Newcastle [Callaghan, Australia] (UoN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Service Hématologie - IUCT-Oncopole [CHU Toulouse], Pôle Biologie [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Pôle IUCT [CHU Toulouse], Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), and ANR-16-CE12-0011,2R-POL,ADN polymérase theta : lien entre réplication et réparation de l'ADN(2016)
Subjects: 0301 basic medicine, DNA polymerase, Chronic lymphocytic leukemia, [SDV]Life Sciences [q-bio], [SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer, DNA-Directed DNA Polymerase, medicine.disease_cause, Article, Mice, 03 medical and health sciences, Cell Line, Tumor, Antineoplastic Combined Chemotherapy Protocols, medicine, Animals, Humans, Chronic Lymphocytic Leukemia, Proportional Hazards Models, Regulation of gene expression, Mutation, DNA synthesis, biology, Gene Expression Regulation, Leukemic, Gene Expression Profiling, DNA replication, Hematology, Prognosis, medicine.disease, Leukemia, Lymphocytic, Chronic, B-Cell, 3. Good health, Fludarabine, Leukemia, 030104 developmental biology, Drug Resistance, Neoplasm, Disease Progression, biology.protein, Cancer research, Tumor Suppressor Protein p53, Vidarabine, medicine.drug
Abstract: International audience; Alteration in the DNA replication, repair or recombination processes is a highly relevant mechanism of genomic instability. Despite genomic aberrations manifested in hematologic malignancies, such a defect as a source of biomarkers has been underexplored. Here, we investigated the prognostic value of expression of 82 genes involved in DNA replication-repair-recombination in a series of 99 patients with chronic lymphocytic leukemia without detectable 17p deletion or TP53 mutation. We found that expression of the POLN gene, encoding the specialized DNA polymerase ν (Pol ν) correlates with time to relapse after first-line therapy with fludarabine. Moreover, we found that POLN was the only gene up-regulated in primary patients’ lymphocytes when exposed in vitro to proliferative and pro-survival stimuli. By using two cell lines that were sequentially established from the same patient during the course of the disease and Pol ν knockout mouse embryonic fibroblasts, we reveal that high relative POLN expression is important for DNA synthesis and cell survival upon fludarabine treatment. These findings suggest that Pol ν could influence therapeutic resistance in chronic lymphocytic leukemia. (Patients’ samples were obtained from the CLL 2007 FMP clinical trial registered at: clinicaltrials.gov identifer: 00564512).
Published: 2018
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50. Design and simulation of 10 GHz VCO based on RF MEMS solenoid inductor

Author: Habbachi, Nizar, Boussetta, Hatem, Kallala, Mohamed, Boukabache, Ali, Pons, Patrick, Besbes, Kamel, Université de Monastir - University of Monastir (UM), Équipe Micro-Nanofluidique pour les sciences de la vie et de l’environnement (LAAS-MILE), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Équipe MIcro et Nanosystèmes pour les Communications sans fil (LAAS-MINC), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Subjects: MEMS, wide band, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, high spectral, solenoid inductor, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, VCO
Abstract: International audience; This paper reports the design and simulation of 10 GHz VCO based on RF MEMS solenoid inductor. We have investigated four RF MEMS solenoid inductors using FEM software. Indeed, we have studied the effect of different dielectric substrate and metallic coil on inductors responses. Higher performances are obtained using copper coil and SU8 dielectric substrate: SRF= 20.8 GHz, Qmax= 60.9, and L = 2.6 nH at 10 GHz. Therefore, we have designed and investigated a cross-coupled CMOS VCO based on the best RF MEMS solenoid inductor. The obtained results show a wide tuning range TR = 46% comprised between 10 GHz and 14.6 GHz, and a good linearity of frequency variation in response of control voltage. Moreover, output signals present a high voltage upper than 1.2 V and a low phase-noise PN =-102.37 dBc/Hz at 1 MHz. In addition, the spectral analyze show that output peak power reaches 14.56 dBm at a center frequency of 10 GHz and the second harmonic is less than-58.9 dBm. These results prove high spectral signal ability of the proposed RF MEMS CMOS VCO at 10 GHz.
Published: 2018

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