H/F PhD: Microbille fluorescentes excitable dans le proche IR pour la PIV et la détection de l'oxygène dissous
Informations générales
Intitulé de l'offre : H / F PhD : Microbille fluorescentes excitable dans le proche IR pour la PIV et la détection de l'oxygène dissous
Référence : UMR5623-CHRCOU-006
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : mardi 14 mai 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 36 mois
Date d'embauche prévue : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135€ brut
Niveau d'études souhaité : Niveau 7 - (Bac+5 et plus)
Expérience souhaitée : Indifférent
Section(s) CN : Matière molle : synthèse, élaboration, assemblages, structure, propriétés, fonctions
Missions
Le fonctionnement d'un bioréacteur peut être affecté par des gradients de concentration locale de dioxygène dissous et de H3O+.
L'O2 est souvent introduit par barbotage d'air ou de gaz pur dans le milieu et sa dissolution dépend des flux de fluides locaux.
Leur cartographie ainsi que la surveillance du dioxygène et du pH sont donc essentielles. La détermination de la vitesse locale du fluide est généralement réalisée à l'aide de la vélocimétrie par image de particules (PIV), tandis que la concentration en O2 et le pH locaux peuvent être mesurés optiquement à l'aide de colorants fluorescents, qui sont resp.
soit éteints par l'O2, soit acidochromes. Malheureusement, ces colorants sont généralement utilisés dans la même gamme de lumière visible.
Le sujet de la thèse est la préparation et l'étalonnage d'un ensemble de billes PIV sensibles à l'O2, de tailles et de types différents, inspirées du concept "SensPIV" mais pilotées dans le domaine du proche infrarouge grâce à l'incorporation de nanoparticules à conversion ascendante (UCNP) développées à Softmat.
En effet, les UCNP dopées au thulium peuvent convertir la lumière proche infrarouge (c'est-à-dire 800 nm) en lumière bleue, spectralement adaptée à la sonde à O2 Ru(bathophen)3) 2+, un colorant utilisé par l'équipe du TBI.
Ces billes seront donc excitables indépendamment de l'indicateur de pH en solution. Enfin, les écoulements de fluides locaux sont également mesurés optiquement par image de particules.
L'objectif final, la cartographie des champs de concentration et de vitesse d'écoulement, relève de la chimie et de la physique analytiques.
Cependant, la conception et la fabrication de la microsphère impliqueront la préparation de nanoparticules inorganiques à conversion ascendante, recouvertes d'un complexe de détection de O2 au ruthénium et donc appartient typiquement aux domaines de la matière molle et des nanosciences.
Activités
Au sein de ce projet collaboratif entre les laboratoires Softmat (UMR5623 CNRS UPS) et le Toulouse Biotechnology Institute, Bio & Chemical Engineering (TBI), CNRS-INSA (UMR 5504)-INRAE (UMR 792), les objectifs du projet sont les suivants :
1- préparer un ensemble de microsphères enrobées d'UCNP et de sondes Ru à partir de microsphères disponibles dans le commerce et de nanoparticules UCNP et de complexes de ruthénium
2- calibrer ces microsondes en tant que capteur d'O2
3- participer aux mesures PIV avec le laboratoire TBI
4- valider le suivi simultané du pH et de la concentration d'O2 dans un dispositif microfluidique au laboratoire TBI.
Dans une première phase, le candidat au doctorat préparera les composants du micro-capteur (UCNPs et sonde O2). Sur la base de nos résultats préliminaires, la meilleure stratégie consiste à enrober les UCNP d'un polymère chargé de la sonde O2 avant l'association finale avec les billes calibrées de PIV.
La proximité géographique des deux laboratoires assurera des contacts et des réunions réguliers. Le doctorant passera donc l'essentiel de son temps à SOFTMAT mais sera rapidement autorisé à rejoindre l'équipe du TBI.
Compétences
Les candidats devront être titulaires d'un master de chimie. Les compétences recherchées tiennent de la physicochimie de la matière molle (colloïdes organiques et inorganiques) et de la chimie analytique (dosage, photophysique (luminescence)) aussi une curiosité scientifique large est souhaitée.
Du fait du caractère interdisciplinaire du projet, des aptitudes en communication seront vraiment cruciales.
Contexte de travail
Le laboratoire de Chimie des colloïdes, polymères et assemblages complexes est dédié à la recherche sur la chimie de la matière molle.
Il se concentre sur la conception de systèmes organisés composés de surfactants, de polymères, de biomolécules ou de nanoparticules.
Nos compétences en chimie analytique, en chimie physique et en photochimie nous permettent également d'évaluer avec précision la relation structure / propriétés de ces objets réactifs.
Ces recherches font l'objet de collaborations fréquentes avec des partenaires académiques ou industriels, et contribuent ainsi à relever les défis scientifiques et sociétaux de notre temps.
Le laboratoire est basé dans le sud de la France, dans la ville de Toulouse. Consultez notre site web : https : / / / en /
Contraintes et risques
Le doctorant sera amené à manipuler des produits chimiques au cours des différentes étapes du projet. La compréhension des opérations de base en chimie est donc un prérequis
Informations complémentaires
Contrat ANR Odysseus : "Optimization of carbon Dioxide and oxYgen maSS transfer in biorEactors : a mUltiscale Study", ANR-23-CE51-0002
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