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)
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.