CDD doctorant/doctorante (H/F) en cristallisation et microfluidique

Sujet de thèse :
Description du sujet de thèse :
Effet d'un champ électrique ou d'une impulsion laser sur la cristallisation de biomolécules. Études statistiques et de modélisation.
Étudier la nucléation, c'est se confronter à la stochasticité du phénomène: on ne sait ni où, ni quand, ni combien d'événements vont émerger. Si les approches statistiques viennent éclairer ce comportement, de nombreuses incertitudes demeurent, empêchant une connaissance et un contrôle fins de ce phénomène physique majeur, intervenant tant dans la production de produits d'intérêt pharmaceutique (nucléation de cristaux) que dans nos capacités prédictives en météorologie ou climatologie (nucléation de gouttes et de cristaux).
Parmi les champs externes aptes à limiter la stochasticité de la nucléation et en offrir un cadre d'étude plus serein, les champs électriques localisés intenses ont démontré leur capacité à contrôler la localisation spatiale et temporelle de la nucléation de cristaux ou de bulles, et bénéficieraient grandement d'un couplage avec des approches statistiques telles qu'offertes par la microfluidique.
Ce projet vise à étudier l'effet d'un champ externe sur la nucléation de biomolécules en appliquant un champ électrique ou une impulsion laser (NPLIN) dans un dispositif microfluidique. Dans un premier temps, les protéines globulaires seront étudiées comme systèmes modèles. Objectifs spécifiques du projet de doctorat : (i) Développer une plateforme microfluidique pour déclencher la cristallisation de biomolécules à l'aide d'un champ externe en développant et en intégrant des électrodes de platine nanométriques (pointes avec un rayon de courbure de l'ordre de 10nm) dans des puces microfluidiques ou des impulsions laser. (ii) Obtenir des données statistiques sur la nucléation des biomolécules. (iii) Comparer les résultats obtenus avec un champ électrique et/ou une impulsion laser avec ceux obtenus avec des ultrasons ou des champs magnétiques. (iv) Modélisation de l'effet d'un champ externe sur la nucléation de biomolécules, grâce aux interactions avec le consortium.
Les nanoélectrodes seront produites par attaque électrochimique, et caractérisées par microscopie électronique. Les circuits microfluidiques, à imaginer, reposeront sur l'utilisation de diverses technologies à notre disposition (impression 3D, tubing HPLC, photolithographie sans masque). Les observations de nucléation se feront par microscopie optique et analyse d’image (ImageJ/Python).
Ce projet de doctorat est essentiellement expérimental et demande du travail, de la motivation, de la rigueur et de l'inventivité. Le fort encadrement révèle l'aspect pluridisciplinaire du sujet, nécessitant ainsi des capacités d'organisation et d'autonomie. Le financement sera assuré par un programme de réseaux doctoraux MSCA PROCRYSTAL, numéro de projet 101169471. Le laboratoire principal de thèse, CINaM, est situé sur le campus de Luminy, au cœur du Parc Natio
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