Combinaison du mécanofluorochromisme et de la microfluidique pour détecter les forces exercées sur des cellules de microalgues uniques – CHROMIC

Le projet CHROMIC a pour ambition de développer de nouveaux circuits microfluidiques fonctionnalisés par des matériaux mécanofluorochromes, c’est-à-dire des matériaux dont l’émission de fluorescence est sensible aux forces mécaniques, puis d’utiliser ces nouveaux dispositifs pour mesurer la force exercée sur une microalgue unique passant à travers le circuit et enfin de relier la force appliquée dans le circuit microfluidique à l’augmentation du rendement d’extraction des composés produits par la microalgue. Notre stratégie pour mener à bien ce projet pluridisciplinaire s’articule en 4 étapes. Tout d’abord, des revêtements mécanofluorochromes seront préparés à partir de dyades polydiacétylène-fluorophores, conçues pour combiner synthèse modulable, forte sensibilité aux forces mécaniques, brillance élevée et biocompatibilité. Ensuite, la réponse de ces revêtements mécanofluorochromes à des forces de friction sera calibrée en utilisant un AFM couplé à un microscope de fluorescence : la pointe de l’AFM utilisé en mode contact permet d’appliquer une force variable et contrôlée, et la variation de l’émission de fluorescence associée est enregistrée simultanément. Dans un 3ème temps, le circuit microfluidique sera optimisé avec une architecture parallélisée permettant d’analyser simultanément un grand nombre de microalgues, la taille des canaux et des restrictions sera adaptée pour étudier trois espèces de microalgues d’intérêt, et le protocole d’analyse d’image associé sera automatisé. Enfin, trois espèces de microalgues variant par leur taille, leur rigidité et la composition de leur paroi cellulaire seront étudiées, et la force mécanique exercée par le passage dans les restrictions microfluidiques, mesurée par mécanofluorochromisme, sera corrélée au rendement d’extraction des composés d’intérêt. Ce projet propose ainsi une approche totalement nouvelle de la mesure de forces à l’échelle de la cellule unique.