Contribution to the development of Love wave Sensors for cell monolayers mechanical properties assessment

Les monocouches cellulaires sont l’un des principaux outils de recherche et de développement dans les domaines de la biotechnologie et de la médecine. Il a été observé que les modifications des propriétés mécaniques des cellules, telles que les changements de rigidité et de viscosité, peuvent refléter différents états des cellules. La microscopie à force atomique est une des techniques les plus utilisées pour tester les propriétés mécaniques des cellules. Toutefois, cette technique permet de sonder des régions très focalisées de cellules à la fois. Pour surmonter cette limitation, il est nécessaire de développer de nouvelles techniques qui permettent d’évaluer globalement des régions de monocouches cellulaires au lieu de régions focalisées. Les capteurs à ondes acoustiques de surface présentent des caractéristiques potentielles pour le monitorage des propriétés mécaniques des monocouches cellulaires, car ils peuvent transduire les changements mécaniques dans leur environnement directement et en temps réel ; ils sont compacts et compatibles avec les applications biologiques. Ce travail de doctorat explore l’utilisation de capteurs d’ondes acoustiques de surface Love qui sont conçus pour fonctionner avec des monocouches de cellules. Ce travail a aussi pour but de résoudre des problèmes inverses afin d’estimer les changements dans les propriétés mécaniques des matériaux déposés sur le capteur. Les résultats ont montré qu’il est possible de concevoir et de fabriquer des capteurs à ondes Love avec une profondeur de pénétration suffisamment élevée pour travailler avec des structures qui présentent un intérêt particulier dans les monocouches cellulaires (telles que le cytosquelette). La sensibilité des capteurs a été jugée suffisamment élevée pour détecter des changements de viscosité entre des valeurs de 0,9 cP et de 3 cP. La détermination des propriétés des matériaux à l’aide de capteurs à ondes Love et de problèmes inverses peut être utilisée pour des applications telles que les films minces en polymère. Par contre, pour l’estimation des propriétés mécaniques des monocouches cellulaires, il a été identifié le besoin d’ajouter plus d’informations au problème ou d’explorer différentes techniques pour effectuer les estimations dans les monocouches cellulaires. Les capteurs à ondes Love, contrairement à d’autres dispositifs optiques et capteurs d’impédance électrique, permettent de mesurer directement les changements mécaniques se produisant à la surface du capteur. Le rôle des capteurs à ondes Love peut donc être avantageux dans le développement de dispositifs de mesure et de monitorage des changements mécaniques dans les monocouches cellulaires.

Name thesis:degree_name

Ph. D.

Level thesis:degree_level

Doctorat

Discipline thesis:degree_discipline

Génie électrique

Grantor dc:publisher

Université de Sherbrooke

Year dc:date.issued

2023

Author dc:creator

• Segura Chavez, Pedro Alberto

Advisors dc:contributor.advisor

• Charette, Paul G.
• Sarry, Frédéric

• SAW
• L-SAW
• Love waves
• Mechanical properties
• Cell monolayers
• Sensor
• Inverse problem
• Viscosity
• Ondes Love
• Propriétés mécaniques
• Monocouches cellulaires

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ca/

Language dc:language.iso

en

Handle dc:identifier.uri

http://hdl.handle.net/11143/21198

OAI identifier oai:identifier

oai:usherbrooke.scholaris.ca:11143/21198