Description du sujet de thèse

Développement d'une nouvelle technologie de séparation à 2 dimensions pour la caractérisation de nanoparticules pour la nano-médecine
Le/la doctorant(e) sera financé(e) par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) pour 36 mois à compter du 1er Octobre 2024.
Contexte et Description du projet:
Ce projet vise à développer un nouveau concept et prototype en science de la séparation, appelé magnéto-électrographie 2D à l'échelle microscopique (2D-ME). Ce concept vise à réaliser deux dimensions de migration orthogonale simultanées dans le même microcanal : l'électrophorèse capillaire (CE) sous un champ électrique élevé, la magnétophorèse sous un gradient de champ magnétique. Ce nouveau concept permettra une analyse plus performante de nanoparticules en fonction de de la taille, la charge,et de la forme des nano-objets (par exemple, des nanoparticules fonctionnalisées).
Les nanoparticules (NP), y incluant les nanoparticules magnétiques (MNP), jouent un rôle important dans le diagnostic, les systèmes d'administration de médicaments et la nanomédecine. Particulièrement pour les MNP, la taille est également un paramètre clé lors de leur utilisation comme agents de contraste en imagerie par résonance magnétique ou en radiosensibilisation tumorale, pour l'hyperthermie magnétique dédiée à la délivrance de médicaments thermosensibles ou au traitement du cancer. Pour chaque famille de MNP, il existe souvent une coexistence de diverses sous-populations souvent présentes et des interférences (en particulier fluides biologiques) avec des propriétés physiques qui se chevauchent, ce qui rend difficile leur séparation et leur caractérisation fines. Cela nécessite des méthodes qualifiées pour bien séparer leurs sous-populations et les caractériser, afin d'améliorer leur synthèse pour obtenir la qualité de MNP souhaitée, ce qui est obligatoire pour les applications biomédicales et les systèmes d'administration de médicaments.
Récemment, une attention particulière a été accordée aux MNP anisotropes avec des formes allongées telles que les nanotiges ou les nanochaînes car elles présentent des propriétés magnétiques améliorées pour l'imagerie par résonance magnétique et l'hyperthermie magnétique par rapport à leurs homologues sphériques. Ces MNP anisotropes se caractérisent également par un temps de circulation sanguine plus élevé et une rétention prolongée dans les sites tumoraux par rapport aux NP sphériques, ainsi qu'une meilleure interaction avec les cellules grâce à leur forme cylindrique. Il est cependant très difficile de séparer et de caractériser les NP anisotropes en utilisant des approches de séparation conventionnelles.
Pour répondre à ce besoin urgent, nous développerons dans ce projet le premier prototype de 2D-ME au format microfluidique et la preuve de concept de 2D-ME sera démontrée avec une application portant sur la séparation selon la charge et la taille de nanorods magnétiques utilisés pour la délivrance de médicaments. La 2D-ME pourra ensuite être étendue à d'autres nano(bio)-objets tels que les vésicules extracellulaires, des biomolécules chargées et mêmes les ions.
Methode
Le projet couvre plusieurs compétences telles que l'instrumentation analytique, la micro-fluidique, la bioanalyse et les nanosciences. La réalisation de ce projet ambitieux sera assurée par l'expertise complémentaire impliquée dans ce projet: l'Institut Néel (for magnetic field design modeling and micro-magnet parterning) and le laboratoire Physico-chimie des Electrolytes et Nanosystèmes InterfaciauX (PHENIX, Sorbonne university, for synthesis and characterization of magnetic nanoparticles).

Le/la doctorant(e) développera le système 2D-ME et les protocoles de pré-concentration, de séparation et de caractérisation des MNP synthétisées par PHENIX. Le système 2D-ME au format microfluidique sera développé à l'IGPS en s'appuyant sur son expertise en instrumentation microfluidique et électrocinétique. Le/la doctorant(e) pourra débuter sur le nouveau dispositif d'électrophorèse capillaire microfluidique développé récemment dans le laboratoire d'accueil, et le faire évoluer.
Le/la doctorant(e), en étroite collaboration avec l'Institut Néel, tentera de proposer différentes manières de combiner les champs magnétiques et électriques dans un microcanal pour réaliser du 2D-ME de MNP standards. Le/la doctorant(e) démontrera ensuite l'applicabilité du système et de la méthodologie développé pour la séparation des nanorodes magnétiques fournis par PHENIX et le suivi de leur interaction avec les protéines plasmatiques humaines pour évaluer leur comportement dans des conditions biologiques.
Compétences requises
• Vous êtes très motive(e) pour travailler à la frontière entre la microfluidique, l'instrumentation, la chimie bioanalytique et les nanosciences.
• Vous êtes titulaire d'un master ou équivalent (obtenu en 4 ans) en microfluidique, nanoscience, instrumentation ou chimie analytique.
• Vous avez une expérience pratique en microfluidique et/ou chimie analytique
• Une bonne connaissance de la biochimie et de la caractérisation de nanoparticules est un avantage.
• Vous avez de solides compétences en communication et en présentation en anglais (verbal et écrit)
• Vous aimez travailler de manière autonome et relever les obstacles scientifiques avec une aptitude optimiste.
Envoyez votre candidature avant le 31 mai 2024 accompagnée de votre CV, lettre de motivation et lettres de recommandation de votre anciens encadrants/professeurs.

Contexte de travail

Institut Galien Paris Saclay, UMR CNRS 8612, Team ‘Proteins and nanotechnologies in analytical science’ (PNAS)
https://www.umr-cnrs8612.universite-paris-saclay.fr/pres_eq4-uk.php
Faculté de Pharmacie, Université Paris Saclay
17 avenue des Sciences, Orsay, France



Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Informations complémentaires

Le poste de doctorant est financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) pour 36 mois à compter du 1er Octobre 2024.