Liquid pearls

This fluid dynamics video reports how to form liquid core capsules having a thin hydrogel elastic membrane named liquid pearls. These fish-egg like structures are initially made of a millimetric liquid drop, aqueous or not, coated with an aqueous liquid film containing sodium alginate that gels once the double drop enters a calcium chloride bath. The creation of such pearls with micrometer thick membrane requires to suppress mixing until gelling takes place. Here, we show that superimposing a two dimensional surfactant precipitation at the interface confers a transient rigidity that can damp the shear induced instability at impact. Based on this, pearls containing almost any type of liquids can be created. The video focuses on the dynamics of the entry of the compound drop into the gelling bath.Comment: videos are include

Force-Velocity Measurements of a Few Growing Actin Filaments

The authors propose a new mechanism for actin-based force generation based on results using chains of actin-grafted magnetic colloids

Interactions de déplétion et équilibre fluide-solide des émulsions

Voir conclusion générale pages 121 à 123 du pdfNon disponibl

Mouillage spécifique d'émulsions sur substrats biomimétiques

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Mesure du métabolisme de la levure par flux osmotiques entre gouttes d'émulsion

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Assemblages colloïdaux organisés

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Filaments magnétiques (application à la conception de capteurs de forces et de nageurs microscopiques artificiels)

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Milli-fluidique digitale pour la microbiologie

In France, we all know one of the Ministry of Health slogans: "antibiotics are not automatic." The main objective of this campaign was to inform people so they have a better use of antibiotics in order to preserve their effectiveness. Indeed, over-consomation of antibiotics has encouraged the emergence of mutant organisms more resistant to treatment. But the mutations are usually long process. Before even mutate, organizations have the ability to resist antibiotic underdosing. This resistance is measured in the application in pharmacology. Measures used to determine the methods revealed in antibiotic dosage, but with a very low resolution on concentration.Technological advances in the field of miniaturization since the 1980s have helped to generate structures confined to the micron scale. These methods technically meet necessitated in the field of microbiology. Indeed, the micro-fluidic chips enable transport and handling of very small amounts of samples. These chips integrate series of successive operations for biological analysis. Micro-fabrication are also used to produce a controlled manner and periodic drops very monodisperse emulsion. In these drops can retain biological compounds of interest. A major focus of microfluidics is the use of emulsion droplets as bio-reactor. This means that applications of digital microfluidic technologies are diversifying in the field of microbiology.In this thesis, we developed a scaling tool than microfluidics. This tool is part of technical processes named milli-fluidics. Routes developed consist of capillaries of sub-millimeter section connected to each other by means of machined parts for this purpose. Although this area is a ladder on top of microfluidics, it is governed by the same laws as microfluidics. We focused on the transposition in milli-fluidic micro-fluidic functions, including on the co-encapsulation of organizations and antibiotics gout. This in order to measure the bacterial antibiotic activity due to different stress intensities, by the development of an automated instrument.Nous connaissons tous un des slogans du ministère de la santé : "les antibiotiques, c’est pas automatique". Le principal objectif de cette campagne était d’informer les gens pour qu’ils aient une meilleure utilisation des antibiotiques, afin de préserver leur efficacité. En effet, la sur-consomation des antibiotiques a favorisé l’émergence d’organismes mutants de plus en plus résistants aux traitements. Mais les mutations sont en général des processus longs. Avant même de muter, les organismes ont la possibilité de résister à un sous dosage en antibiotique. Cette résistance est mesurée dans le cadre d’applications en pharmacologie. Les méthodes de mesures employées révèlent déterminent le sous dosage en antibiotique, mais avec une très faible résolution sur la concentration.Les progrès technologiques accomplis dans le domaine de la miniaturisation depuis les années 1980 ont permis d’engendrer des structures confinées à l’échelle du micron. Ces procédés répondent techniquement aux nécessitées dans le domaine de la microbiologie. En effet, les puces micro-fluidiques permettent le transport et la manipulation de très petites quantités d’échantillons. Ces puces intègrent en série des opérations successives permettant des analyses biologiques. Les micro-fabrications sont également utilisées pour produire de façon contrôlée et périodique des gouttes d’émulsion très monodisperses. Dans ces gouttes il est possible de retenir des composés d’intérêt biologiques. Un axe majeur de la micro-fluidique est l’utilisation de gouttes d’émulsion comme bio-réacteur. Ceci implique que les applications des technologies de micro-fluidique digitale se diversifient dans le domaine de la microbiologie.Au cours de cette thèse, nous avons développé un outil d’échelle supérieure à la micro-fluidique. Cet outil fait partie de procédés techniques nommés milli-fluidique. Les circuits mis au point sont constitués de capillaires de section sub-millimétrique connectés les uns aux autres au moyen de pièces usinées à cet effet. Même si ce domaine est une échelle au-dessus de la micro-fluidique, il est régi par les même lois que la micro-fluidique. Nous nous sommes focalisés sur la transposition en milli-fluidique de fonctions micro-fluidique, et notamment, sur la co-encapsulation d’organismes et d’antibiotiques en goutte. Cela dans le but de mesurer l’activité bactérienne soumise à différentes intensités de stress antibiotique, par la mise au point d’un instrument automatisé

Les billes magnétiques comme capteurs de force (application à la pression de croissance de filaments d'actine)

Les colloïdes superparamagnétiques sont utilisés dans de nombreuses études pour appliquer une force sur des cellules ou des molécules d'ADN. Dans une première partie, nous explorons le processus physique par lequel ces objets acquièrent une aimantation leur permettant d'exercer des forces. Nous montrons comment la présence de quelques gros grains ferromagnétiques dans les colloïdes leur permet de s'orienter dans un champ externe. La robustesse de ce modèle est démontrée par sa généralisation à plusieurs tailles de colloïdes et sa cohérence avec les propriétés du ferrofluide ayant servi à les fabriquer. Dans une seconde partie, la réaction de filaments d'actine à la pression exercée par des colloïdes superparamagnétiques est étudiée. Nous sondons ainsi le mécanisme par lequel la polymérisation d'actine peut générer les forces à l'origine du phénomène de motilité cellulaire. La maîtrise de l'organisation des filaments autorise à étudier deux situations idéales. Dans l'une les filaments sont très fluctuants, et nous montrons que leur longueur est indépendante de la force appliquée. Ceci n'est plus vrai dans la deuxième situation, où les filaments rigides poussent face à la charge. Nous mesurons ainsi pour la première fois l'effet d'une force sur la vitesse de polymérisation de l'actine. Un modèle numérique de type Brownian ratchet sans partage de la charge permet de décrire la force générée.Superparamagnetic colloids are used in many studies to apply a force or a torque on biological systems such as cells or DNA molecules. The physical process by which magnetization appears in those beads, allowing them to exert forces, is still poorly understood. In a first part, with an original experimental setup based on optical anisotropy measurements, we show that the apparently magnetically isotropic beads can orient themselves in a magnetic field. Equilibrium and out of equilibrium measurements allowed to develop a model explaining how a few big grains in the beads are responsible for the whole coupling. The robustness of this model lies in its generalization to several sizes of beads and its consistency with the properties of the ferrofluid used to make them. In a second part, the reaction of a few actin filaments to the pressure applied by superparamagnetic colloids is studied. This setup represents a direct way to probe the physical mechanism underlying the production of force by actin filaments polymerization in cellular motility. Controlling the filaments' organization allows to study two ideal ideal situations. We experimentally show that in the former situation the polymerization velocity is independent of the applied force. This is no longer true in the latter situation where the filaments are verys tiff. Thus, we experimentally show for the first time the effect of force on actin filaments polymerization. A Brownian ratchet based numerical model with no load sharing can describe the production of force in that case.PARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF