Biomédical
Réalisations pour cette catégorie
Comment se dissout le dioxyde de carbone?
+rapide +efficace +intégrée
La solubilité du dioxyde de carbone dans les solvants et sa vitesse de dissolution a un impact critique dans une vaste gamme d'applications : environnement, médecine, géophysique et synthèse chimique. Les exemples d'applications où le CO2 agit comme soluté incluent : la séquestration de CO2 dans les liquides, le développement de substituts au sang avec de grandes solubilités, l'utilisation de microbulles de CO2 en imagerie biomédicale, le rôle du CO2 dissout dans l'équilibre des océans, etc.
Le Pr. Axel Guenther de l'Université de Toronto, utilisant les laboratoires partenares de l'IRDQ, a développé la première plateforme microfluidique automatisée pour l'étude combinée de la dissolution du CO2 et de sa solubilité dans différents solvants. La puce microfluidique produit des résultats 300 fois plus rapidement que les appareils typiquement utilisés.
Référence
[1] Milad Abolhasani, Mayank Singh, Eugenia Kumachevab, Axel Günther, Lab Chip,12, 1611-1618 (2012)
Chercheur impliqué
Pr. A. Guenther (University of Toronto)
La contribution IRDQ
Une méthode de fabrication plus économique
+rentable +structuré +efficace
Les techniques classiques de préparation de surfaces nanostructurées par lithographie et gravure sont coûteuses. L’équipe du Pr. Bélanger a mis au point une méthode de préparation alternative basée sur les propriétés d’autoorganisation de billes de polystyrène sur des surfaces d’or ou de carbone vitreux. Cette couche de billes jouant le rôle du masque lithographique, les parties non masquées peuvent être fonctionnalisées par greffage électrochimique. La deuxième étape consiste à laver les billes de polystyrène pour les substituer par un métal électrodéposé et ainsi mener à une surface hybride métal/organique structurée. Cette méthode offre aussi la possibilité de développer des surfaces hybrides structurées composées de 2 types de molécules, chimique ou biochimique, ouvrant la voie à la création de biocapteurs ultraminiaturisés.
Référence
[1] B.P. Corgier, D. Bélanger, Langmuir, 26 (8), 5991–5997 (2010)
Chercheur impliqué
Pr. D. Bélanger
Contribution IRDQ
Nouveau système facilitant l'étude de neurones
+structuré +rapide
L’étude de la migration dirigée de cellules en réponse à des stimuli de surface est appelée haptotaxie et elle a débuté en 1967. Cependant, dans ce domaine, il manque encore un cadre conceptuel et des normes pour comparer les études. Par conséquent, bien des conclusions auxquelles ont mené des études antérieures peuvent être trompeuses. En proposant des concepts tels que ceux de surface de référence, d’affinité entre cellule et surface et de courbes de liaison affinitaire entre cellule et surface, le chercheur a élaboré un cadre qui facilite la normalisation, ce qui permettra de comparer quantitativement les études et d’aborder sous un angle nouveau l’interprétation ou la réinterprétation des études passées et futures.
Une méthode d’engrammation par contact, inédite et peu coûteuse, a été mise au point. Elle permet de réaliser des milliers d’engrammes composés de divers motifs, comme ceux dont on a besoin pour les études de migration dirigée de cellules. Parallèlement, l’équipe a développé la mise en application du concept de gradient numérique nanopoint (GNN), ce qui a accru de deux ordres de grandeur la portée dynamique des gradients numériques de surface, de sorte que cette portée correspond maintenant aux ordres de grandeur 3 ou 4 que l’on trouve in vivo. La méthode a été utilisée pour produire un réseau de 100 GNN, incluant de nouveaux gradients randomisés et non monotones, pour un total de 57 millions de points qui peuvent être engrammés en 30 secondes. Des milliers d’engrammes ont été réalisés et utilisés pour étudier la migration dirigée des neurones. Les résultats aideront à découvrir de nouvelles facettes de la migration neuronale, et nous nous en servons déjà pour calibrer des modèles de migration des cellules en collaboration avec le Professeur A. Faisal (Imperial College).
Références
[1] S. G. Ricoult, M. Pla-Roca, R. Safavieh, G. M. Lopez-Ayon, P. Grütter, T. E. Kennedy, and D. Juncker, Small, 9, 3308 – 3313 (2013).
Chercheurs
Pr. Junker, Pr. Grütter et Pr. Kennedy (McGill University)
IRDQ contribution
Capteurs pour analyses médicales ou environnementales rapides
+rapide +efficace
La médecine moderne s’oriente vers les plans de traitement personnalisés. Elle a donc besoin d’outils analytiques pour surveiller et suivre les réactions des patients durant les traitements. Actuellement, en chimiothérapie, les patients reçoivent des cocktails de médicaments selon un calendrier statistiquement prédéterminé par les réactions d’une multitude de patients ayant été traités dans le passé. Ce protocole n’est pas optimal. Un agent chimiothérapeutique clé, le méthotrexate, a une marge thérapeutique étroite : de faibles concentrations sont inefficaces dans le traitement du cancer, tandis que de fortes concentrations présentent un degré de toxicité inacceptable pour le patient. Les groupes Masson et Pelletier développent des biocapteurs dans lesquels des nanoparticules d’or aux caractéristiques bien connues sont disposées sur un substrat de verre de façon à former des bandelettes de test colorimétrique destinées à détecter en quelques minutes, par résonance plasmonique de surface (RPS), la présence de méthotrexate. Le schéma de détection du méthotrexate a été validé au moyen d’un prototype RPS, un instrument qui fait maintenant l’objet d’essais cliniques sur des patients subissant une chimiothérapie.
L’Institut Mérieux et l’entreprise BioMérieux accordent leur appui à ces travaux. Actuellement, on travaille également au développement de capteurs du même type permettant de réaliser des analyses environnementales rapides, en collaboration avec Recherche et développement pour la défense Canada. Un instrument prototype pour analyser le méthotrexate a été fabriqué et testé. Il a été démontré que ce nouvel instrument est plus rapide, plus économique et plus facile à utiliser que les instruments couramment employés. Des études cliniques de l’instrumentation sont en cours.
Chercheurs impliqués
Prof. Jean-François Masson and Prof. Joëlle Pelletier (Université de Montréal)
La contribution IRDQ
Caméra térahertz pour l'imagerie
+efficace +performant
Le projet vise à développer un réseau de détecteurs de type antenne photoconductrice sur semiconducteur absorbant à 1550 nm, pour pouvoir faire de l'imagerie THz avec une résolution sub-micron. Ce type de caméra est d'un grand intérêt pour l'imagerie biomédicale. En une année, des progrès intéressants ont été obtenus tant au niveau de la capacité de contrôle du faisceau IR qui sondera séquentiellement chaque pixel de la caméra, qu'au niveau de la fabrication des détecteurs. Différentes géométries d'antennes sont présentement testées dans le but d'améliorer le rapport signal sur bruit des mesures. Les compagnies Honeywell et TeTech Inc. participent activement et suivent de près les développements de ce projet. Ces activités de recherche, appuyées par deux partenaires industriels, sont présentement financés principalement par une subvention stratégique du CRSNG.
Chercheur impliqué
Pr. Denis Morris (Université de Sherbrooke)
Compagnie impliquée
Honeywell et Tetech
La contribution IRDQ
