Département PIV

Physique et Ingénierie pour le Vivant

Responsable : Annie Viallat

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6 mois ago

Self-organization of red blood cell suspensions under confined 2D flows, Soft Matter 2019

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6 mois ago

Mécanosensibilité biphasique de l’étalement de lymphocytes T via les TCR, PNAS 2019,

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Présentation

Nous sommes un département de biophysique/bio-ingénierie dans une unité de recherche principalement dédiée à la physique et à la chimie.

Nous construisons des ponts entre les sciences physiques et biologiques et étudions l'interaction des objets biologiques avec leur environnement physique, en créant de nouveaux outils à cet effet. Une motivation essentielle est de découvrir comment de petites variations à l'échelle locale influent sur les propriétés macroscopiques et la fonction au niveau des assemblages. Nous posons cette question dans le contexte de la Matière Molle et des organismes vivants, nos activités couvrant à la fois la recherche fondamentale et la recherche appliquée.

Mechanics of active biofluids 2

Nos questions tournent souvent autour du fonctionnement de cellules animales uniques, couvrant des échelles sous-cellulaires à tissulaires.

Les exemples incluent l'organisation membranaire, sa dynamique active et ses interactions ; la mécanique et la rhéologie des biofluides, des noyaux cellulaires, des cellules individuelles et des tissus, l'auto-assemblage à grande échelle dans la matière active, etc. Récemment, nous avons commencé à explorer d'autres directions - par exemple les pathologies génétiques, les interactions hôte-pathogène, l'architecture nanométrique des tissus végétaux, etc.

Ces activités sont complétées par la recherche appliquée, dont l'objectif est de mettre au point de nouveaux outils pour sonder les systèmes biologiques.

Un exemple typique est notre effort actuel pour imiter divers aspects des cellules (motifs nano-bio en surface, y compris des élastomères mous) ou des tissus (fentes spléniques) en utilisant des techniques de micro/nano-fabrication. Nous innovons dans les techniques d'imagerie ainsi que dans les outils d'analyse d'images et de données. Un autre axe majeur concerne les capteurs innovants : les nanocapteurs à rayons X pour la topographie et la cartographie chimique simultanées, les capteurs FET à base de lipides pour la détection ultra-sensible d'ions et de biomolécules et les capteurs photo-thermiques rapides pour la détection de réactions biochimiques par molécule unique.

Mechanics of active biofluids 7

Publications

2019

Investigation of Some Physical Properties of Cobalt Doped MoO3 Nanofilms and Their Effects on the Degradation of the Methylene Blue Solution under UV Illumination

N. Benameur, A. Boukhachem, M. Ghamnia, M. Chakhoum, M. Dahamni, C. Fauquet

International Journal of Chemical Engineering and Applications 10:33-39 (2019)10.18178/ijcea.2019.10.2.736

Structure of a Zn monolayer on Ag(111) and Ag(110) substrates: an AES, LEED and STM study

Maradj Hicham, Carole Fauquet, Mostefa Ghamnia, Benedicte Ealet, Nabil Rochdi, Sébastien Vizzini, Jean-Paul Biberian, Bernard Aufray, Haik Jamgotchian

Surface Science (2019)10.1016/j.susc.2019.02.007

Self-organization of red blood cell suspensions under confined 2D flows

Cécile Iss, Dorian Midou, Alexis Moreau, Delphine Held, Anne Charrier, Simon Mendez, Annie Viallat, Emmanuèle Helfer

Soft Matter (2019)10.1039/C8SM02571A

Stable operation of water-gated organic field-effect transistor depending on channel flatness, electrode metals and surface treatment

Tin Nguy, Ryoma Hayakawa, Volkan Kilinc, Matthieu Petit, Jean-Manuel Raimundo, Anne Charrier, Yutaka Wakayama, Tin Phan Nguy

Japanese Journal of Applied Physics 58:SDDH02 (2019)10.7567/1347-4065/ab09d2

2018

T Cells on Engineered Substrates: The Impact of TCR Clustering Is Enhanced by LFA-1 Engagement

Emmanuelle Benard, Jacques Nunès, Laurent Limozin, Kheya Sengupta

Frontiers in Immunology 9 (2018)10.3389/fimmu.2018.02085

Nanometrology of Biomass for Bioenergy: The Role of Atomic Force Microscopy and Spectroscopy in Plant Cell Characterization

Anne Charrier, Aude Lereu, Rubye Farahi, Brian Davison, Ali Passian

Frontiers in Energy Research 6:11 (2018)10.3389/fenrg.2018.00011

Lamellipod Reconstruction by Three-Dimensional Reflection Interference Contrast Nanoscopy (3D-RICN)

Marie-Julie Dejardin, Arnaud Hemmerle, Anais Sadoun, Yannick Hamon, Puech Pierre-Henri, Kheya Sengupta, Laurent Limozin

Nano Letters 18:6544-6550 (2018)10.1021/acs.nanolett.8b03134

Facile Nanopatterning of PEDOT:PSS Thin Films

Mohammed Elmahmoudy, Anne Charrier, George Malliaras, Sébastien Sanaur

Advanced Materials Technologies 3:1700344 (2018)10.1002/admt.201700344

Ultra-thin supported lipid monolayer with unprecedented mechanical and dielectric properties

Ahmad Kenaan, Racha El Zein, Volkan Kilinc, Sébastien Lamant, Jean-Manuel Raimundo, Anne Charrier

Advanced Functional Materials (2018)10.1002/adfm.201801024

Spatiotemporal organization of cilia drives multiscale mucus swirls in model human bronchial epithelium

Mustapha-Kamel Khelloufi, Etienne Loiseau, Marc Jaeger, Nicolas Molinari, Pascal Chanez, Delphine Gras, Annie Viallat

Scientific Reports 8:2447 (2018)10.1038/s41598-018-20882-4

The effect of strontium doping on structural and morphological properties of ZnO nanofilms synthesized by ultrasonic spray pyrolysis method

A. Ouhaibi, M. Ghamnia, A. Dahamni, V. Heresanu, C. Fauquet, D. Tonneau

Journal of Science: Advanced Materials and Devices 3:29-36 (2018)10.1016/j.jsamd.2018.01.004

When giant vesicles mimic red blood cell's dynamics: swinging of two-phase vesicles in shear flow

Simon Tusch, Etienne Loiseau, Al-Hair Al-Halifa, Kamel Khelloufi, Emmanuèle Helfer, Annie Viallat

Physical Review Fluids 3 (2018)10.1103/PhysRevFluids.3.123605

2017

Printing functional protein nano-dots on soft elastomers: from transfer mechanism to cell mechanosensing

Ranime Alameddine, Astrid Wahl, Fuwei Pi, Kaoutar Bouzalmate, Laurent Limozin, Anne Charrier, Kheya Sengupta

Nano Letters 17:4284-4290 (2017)10.1021/acs.nanolett.7b01254

Ligand Nano-cluster Arrays in a Supported Lipid Bilayer

Emmanuelle Benard, Fuwei Pi, Igor Ozerov, Anne Charrier, Kheya Sengupta

Journal of visualized experiments : JoVE 122:e55060 (2017)10.3791/55060

Tailoring the electrochemical and mechanical properties of PEDOT : pss films for bioelectronics

Mohammed Elmahmoudy, Sahika Inal, Anne Charrier, Ilke Uguz, George Malliaras, Sébastien Sanaur

Macromolecular Materials and Engineering 302 (2017)10.1002/mame.201600497

Plasticity, elasticity, and adhesion energy of plant cell walls: nanometrology of lignin loss using atomic force microscopy

R. Farahi, Anne Charrier, A. Tolbert, A. Lereu, A. Ragauskas, B. Davison, A. Passian

Scientific Reports 7 (2017)10.1038/s41598-017-00234-4

Membrane fluctuations mediate lateral interaction between cadherin bonds

Susanne Fenz, Timo Bihr, Daniel Schmidt, Rudolf Merkel, Udo Seifert, Kheya Sengupta, Ana-Sunčana Smith

Nature Physics 13:906-913 (2017)10.1038/NPHYS4138

High Aspect Ratio Sub-Micrometer Channels Using Wet Etching: Application to the Dynamics of Red Blood Cell Transiting through Biomimetic Splenic Slits

Priya Gambhire, Scott Atwell, Cécile Iss, Frédéric Bedu, Igor Ozerov, Catherine Badens, Emmanuèle Helfer, Annie Viallat, Anne Charrier

Small 13:1700967 (2017)10.1002/smll.201700967

Investigation of some physical properties of ZnO nanofilms synthesized by micro-droplet technique

N. Hamzaoui, A. Boukhachem, M. Ghamnia, C. Fauquet

Results in Physics 7:1950-1958 (2017)10.1016/j.rinp.2017.06.005

Ultracompact x-ray dosimeter based on scintillators coupled to a nano-optical antenna

Zhihua Xie, Hichem Maradj, Miguel-Angel Suarez, Lydie Viau, Virginie Moutarlier, Claudine Filiatre, Carole Fauquet, Didier Tonneau, Thierry Grosjean

Optics Letters 42:1361-1364 (2017)10.1364/OL.42.001361

2016

Nano-clustering of ligands on surrogate antigen presenting cells modulates T cell membrane adhesion and organization

Pierre Dillard, Fuwei Pi, Annemarie C. Lellouch, Laurent Limozin, Kheya Sengupta

INTEGRATIVE BIOLOGY 8:287-301 (2016)10.1039/c5ib00293a

Membrane Mediated Cooperativity Facilitates Cadherin Clustering in Model Membranes

Susanne Fenz, Timo Bihr, Daniel Schmidt, Rudolf Merkel, Kheya Sengupta, Udo Seifert, Ana-Suncana Smith

Biophysical Journal 110:190A (2016)10.1016/j.bpj.2015.11.1058

Subpicomolar Iron Sensing Platform Based on Functional Lipid Monolayer Microarrays

Ahmad Kenaan, Tuyen D. Nguyen, Herve Dallaporta, Jean-Manuel Raimundo, Anne M. Charrier

Analytical Chemistry 88:3804-3809 (2016)10.1021/acs.analchem.5b04834

Measuring shape fluctuations in biological membranes

C. Monzel, K. Sengupta

Journal of Physics D: Applied Physics 49:243002 (2016)10.1088/0022-3727/49/24/243002

Dynamic Optical Displacement Spectroscopy to Quantify Biomembrane Bending Fluctuations

Cornelia Monzel, Daniel Schmidt, Udo Seifert, Ana-Suncana Smith, Kheya Sengupta, Rudolf Merkel

Biophysical Journal 110:487A (2016)10.1016/j.bpj.2015.11.2603

Nanometric thermal fluctuations of weakly confined biomembranes measured with microsecond time-resolution

Cornelia Monzel, Daniel Schmidt, Udo Seifert, Ana-Suncana Smith, Rudolf Merkel, Kheya Sengupta

Soft Matter 12:4755-4768 (2016)10.1039/c6sm00412a

Financement

Ingénierie moléculaire et matériaux fonctionnels Physique et nano-micro Ingénierie pour le Vivant 1 Sources et sondes ponctuelles 2

  • X-R2P2 (DOC2AMU PhD grant, Cofunded by Europe, PACA District Council, In Excellence A*MIDEX)

  • Prématuration CNRS (2017-2019)

  • Région PACA Projet exploratoire ‘BioMimWASH’ (2017-2018)

  • ANR TMOL “SENSEI” 2017-2020

  • ECO (Academy of Excellence, A*MIDEX) 2018-2021

  • AMIDEX ”NORMAL PCW”  2018-2021

  • AMIDEX ”Macbio”  2018-2021

  • ANR: “Ultra-high throughput sequencing by synchronized synthesis” 2018-2021

  • A*Midex Interdisciplinarité ‘MecaLam’ (2018-2021)

  • ANR ‘RECAMECA’ (2019-2022)

  • NANOPTIX (ANR, 01/01/2019 to 06/30/2022)

  • ANR MicroCJ (2019-2021)

  • Prématuration AMIDEX (2019)

  • A*Midex International 'dvanced Photon Source pour la détection des Ondes Stationnaires de Surface sous radiation X' (2019-2021)

Équipements

Physique et nano-micro Ingénierie pour le Vivant 2

  • Photo luminescense : excitation with cw He-Cd laser (10 mW, Gaussian TEM00 mode). Spectro resolution of 21 nm/mm of slit aperture

  • Micro-XRF analysis: Rh target X-ray source, lateral resolution 20 µm, total X-ray photon flux within the spot area of 2.109 photons/s, EDX SDD detector from Brücker (X-flash)

  • AFM

  • Electrical measurement platform

  • Confocal microscope

  • TIRF and RICM microscopy

  • Langmuir Film Balance

  • Microfluidics combined with high-speed videomicroscopy

  • Optical microscopes equipped with temperature and CO2 control

  • Optical microscope (bright field, phase contrast, epifluorescence) combined with Atomic Force Microscopy (AFM) and optical tweezers (in construction)

Collaborations

Intra-CINaM

National

  • Catherine Henry de Villeneuve (LPMC, Palaiseau)
  • Laurent Limozin and Pierre-Henri Puech (LAI, Marseille)
  • Gregory Gianonne (IINS, Bordeaux)
  • Christophe LeClainche (I2BC, Paris)
  •  Anthony Goncalves  (CRCM, Marseille)
  • Agnès Tallet and Julien Darreon (Paoli-Calmettes Institute, Marseille)
  • Thierry Grosjean (FEMTO-ST, Besançon, France)
  • Guillaume  Baffou (Institut Fresnel, Marseille)
  • Aude Lereu (Institut Fresnel, Marseille)
  • Catherine Badens (APHM, Marseille) Mécanique des biofluides actifs
  • Julien Favier (M2P2, Marseille) Mécanique des biofluides actifs
  • Pascal Chanez and Delphine Gras (CV2M, Marseille) Mécanique des biofluides actifs

International

  • Zhangli Peng (Notre Dame University, Indiana, USA)
  • Ali Passian & Rubye Farahi (Oak Ridge National Laboratory, USA)
  • Yutaka Wakayama (NIMS, Japan)
  • Merkel (Germany)
  • Smith (Germany)
  • Argonne National Laboratory, Center for Nanoscale Materials and Advanced Photon Source (Argonne, IL, USA) – Prof Saw HLA and Prof Volker ROSE

Brevets

  • 1‘Method and device for determining red blood cells deformability '.

Inventeurs: A. Viallat, S. Atwell, E. Helfer, A. Charrier, C. Badens. Application N°EP18305914.6, 10 juillet 2018.

 

  • 'Amphiphilic molecules layers'.

Inventeurs: A. Charrier, J.M Raimundo, A. Kenaan, S. Lavandier. N° of publication: PCT/EP2016/074569

 

  • 'Transistor à effet de champ pouvant notamment être utilisé comme détecteur et procédé de fabrication de ce détecteur'.

Inventeurs: A. Charrier, Tuyen Nguyen Duc, Hervé Dallaporta. N° of publication: WO/2013/083490; EP 2 788 747 B1

 

  • 'Device to detect the fixation of a target object on a probe object immobilized on a solid substrate and detection process'.

Inventeurs: A. Charrier, F. Thibaudau. (FR2873818, WO/2006/021716). N° of deposition/publication: 0451747. Publication date: 02.03.2006.

Postdocs, thèses et stages

Offres de stages disponibles au niveau Master sur le thème 'mécaniques des biofluides actifs'