Manipulation & Caractérisation

Objets observables sous microscope optique ou MEB
Dimensions de 10nm à 100µm

• Composants micro-opto-electro-mécatronique (MOEMS)
• Échantillons biologiques in-vitro
• Microfossiles

Applications

• Recherche biochimie & biophysique
• Études Cliniques
• Évaluation des thérapies médicamenteuses
• Transgénique, cellules souches
• Fécondation in-vitro
• Diagnostic, pharmacologie, alimentaire...

Besoins

• Transport: Déplacer / orienter
• Interactions cellules / bactéries / ...
• Caractérisations mécanique, chimique, électrique
• Injection & Extraction

Manipulation in-vitro des échantillons biologiques

Manipulateurs Mécaniques et Pipettes

• Porte-outils pour pipettes et aiguilles
• Systèmes électromécaniques de précision
• Contact mécanique direct dans une chambre ouverte
   

Marché global en micromanipulation:  
         hôpitaux, cliniques, labos

• Volume estimé de 200M€ à 450M€ (2026)
• CAGR estimé de 22% (études 2018 / 2019)
• Compétition forte, spécialisée sur des techniques d'actionnement (~10 sociétés)
• Facteur différenciant:
  • Interfaces Utilisateur
  • Intégration

Manipulateurs Mécaniques et Pipettes

 Faiblesses des solutions actuelles

Manque de main d'oeuvre spécialisées

• Interfaces rudimentaires
• Savoir-faire technique: besoin de dextérité et d'expertisation
• Formation de techniciens spécialisés,

Évolution faible depuis ~40 ans
 

Techniques peu adaptées aux nouveaux besoins:

• Confinement et contrôle d'environnement total
• Lab-on-chip, puces microfluidiques
• Accès précis à un spécimen isolé
• Récolte d'informations

Instruments développés

Robotique interactive pour les microéchelles

• Pinces optiques
• Microfluidique

• Scanning Force Microscopy
• Champs magnetiques

Instruments développés

Exploitation robotique des principes physiques propres  aux microéchelles

• Scanning Force Microscopy
• Champs magnetiques
• Pinces optiques
• Microfluidique

Optical Tweezers

• A tightly focused laser beam to trap micro objects (1 - 5 µm)
• Non-contact multi object manipulation in liquid
• Laser wavelength : 1070nm
• Laser power: 400mW

3D force measurement  :

• Position tracking with an Event-Camera
• ~ 10 pn resolution, 300 pN max
• 300 Hz / 1 kHz bandwidth

3D actuation and measurement

The "robot" is the laser path actuated with active MOEMS components and 3DoF sample-holder

Multitrap OPTOBOTS

Microrobots Optiques

• Actionnement sans contact
• Outils terminaux variés

• Biocompatibles

Rotation 3D des cellules

Mesure d'interaction lymphocyte / Cancer

Institut Pasteur,

plateforme Diagnostic & Thérapies

Fécondation in Vitro

• Sélection des gamètes
• Automatisation de la collecte & injection

Hopital Tenon, service d'AMP

Correlative microscopy

Imagerie MEB + AFM

SEM ZEISS EVO 40 avec système robotique et AFM

Nano-structure topography scan at 4 fps

Controle à modèle hybride

ML + Continuous-Time Dynamics Models

Électrophysiologie
temps-réel des Paramécies

«Patch-Clamp»

Institut de la Vision,
Neurosciences computationnelles