Synthesis by ATRP of Polystyrene-b-Poly(4-vinylpyridine) and Characterization by Inverse Gas Chromatography

A linear diblock copolymer [Polystyrene-b-Poly(4-vinyl-pyridine)] (PS-b-P4VP) was successfully prepared through Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP). This synthesis is performed in two successive steps: using the (1-bromoethyl) benzene as initiatorand and Hexamethyl tris [2(dimethylamino)ethyl] amine as ligands in a protic solvent. The first step of the synthesis allows the realization of block polystyrene having a terminal function; however, Bromine (Br) permits the grafting of the second successive block P4VP. RMN -1H demonstrates that the P4VP block has been grafted onto the PS block. The molecular weight of PS-b-P4VP is determined by size exclusion chromatography, and its thermal stability is examined by TGA. The surface and the thermodynamic properties of this copolymer are studied by inverse gas chromatography (IGC). The new Hamieh Model shows that the synthesized copolymer PS-P4VP has an amphoteric behavior with rather very basic character that is six times stronger than acidic character (in Lewis terms), reflected the presence of acidic and basic groups in the structure of the PS-P4VP copolymer, more particularly the presence of benzenic, methyl and vinylpyridine groups

Characterization of biological cells, in microfluidic environment, by microwave dielectric spectroscopy

Ce sujet de thèse propose le développement d'un capteur exploitant les ondes électromagnétiques (gamme 100 MHz - 20 GHz) pour mesurer les propriétés diélectriques de composés biologiques. Un avantage indéniable de ce type d'analyse est son caractère non-invasif permettant de garder l'environnement biologique intègre. Ce principe de mesure de la "signature diélectrique" large bande d'un milieu biologique sera mis en œuvre à l'aide d'une ligne de propagation dont les caractéristiques seront couplées à celles du composé biologique. L'enjeu de la thèse est donc de concevoir, réaliser et caractériser ce dispositif afin qu'il puisse être opérationnel à l'échelle d'une cellule biologique unique (taille 10 um). La finalité est l'extraction des paramètres diélectriques intracellulaires permettant de discriminer les cellules entre ellesThis thesis aims to develop a micro sensor using electromagnetic waves (100 MHz - 20 GHz range) to measure the dielectric properties of biological cells. This technique presents the advantage to be non-invasive, which makes it particularly interesting to monitor intracellular reactions. This principle of measuring the broadband "dielectric footprint" of a biological medium will be implemented using transmission lines whose characteristics will depend on the biological cells properties. The challenge of the thesis is therefore to design, fabricate and experimentally characterize this device so that it can operate at the scale of a single biological cell (typical size 10 μm). The purpose is the extraction of the intracellular dielectric parameters making it possible to discriminate between biological cell

Caractérisation hyperfréquence par spectroscopie diélectrique de composés biologiques en environnement microfluidique

This thesis aims to develop a micro sensor using electromagnetic waves (100 MHz - 20 GHz range) to measure the dielectric properties of biological cells. This technique presents the advantage to be non-invasive, which makes it particularly interesting to monitor intracellular reactions. This principle of measuring the broadband "dielectric footprint" of a biological medium will be implemented using transmission lines whose characteristics will depend on the biological cells properties. The challenge of the thesis is therefore to design, fabricate and experimentally characterize this device so that it can operate at the scale of a single biological cell (typical size 10 μm). The purpose is the extraction of the intracellular dielectric parameters making it possible to discriminate between biological cellsCe sujet de thèse propose le développement d'un capteur exploitant les ondes électromagnétiques (gamme 100 MHz - 20 GHz) pour mesurer les propriétés diélectriques de composés biologiques. Un avantage indéniable de ce type d'analyse est son caractère non-invasif permettant de garder l'environnement biologique intègre. Ce principe de mesure de la "signature diélectrique" large bande d'un milieu biologique sera mis en œuvre à l'aide d'une ligne de propagation dont les caractéristiques seront couplées à celles du composé biologique. L'enjeu de la thèse est donc de concevoir, réaliser et caractériser ce dispositif afin qu'il puisse être opérationnel à l'échelle d'une cellule biologique unique (taille 10 um). La finalité est l'extraction des paramètres diélectriques intracellulaires permettant de discriminer les cellules entre elle

Caractérisation hyperfréquence par spectroscopie diélectrique de composés biologiques en environnement microfluidique

This thesis aims to develop a micro sensor using electromagnetic waves (100 MHz - 20 GHz range) to measure the dielectric properties of biological cells. This technique presents the advantage to be non-invasive, which makes it particularly interesting to monitor intracellular reactions. This principle of measuring the broadband "dielectric footprint" of a biological medium will be implemented using transmission lines whose characteristics will depend on the biological cells properties. The challenge of the thesis is therefore to design, fabricate and experimentally characterize this device so that it can operate at the scale of a single biological cell (typical size 10 μm). The purpose is the extraction of the intracellular dielectric parameters making it possible to discriminate between biological cellsCe sujet de thèse propose le développement d'un capteur exploitant les ondes électromagnétiques (gamme 100 MHz - 20 GHz) pour mesurer les propriétés diélectriques de composés biologiques. Un avantage indéniable de ce type d'analyse est son caractère non-invasif permettant de garder l'environnement biologique intègre. Ce principe de mesure de la "signature diélectrique" large bande d'un milieu biologique sera mis en œuvre à l'aide d'une ligne de propagation dont les caractéristiques seront couplées à celles du composé biologique. L'enjeu de la thèse est donc de concevoir, réaliser et caractériser ce dispositif afin qu'il puisse être opérationnel à l'échelle d'une cellule biologique unique (taille 10 um). La finalité est l'extraction des paramètres diélectriques intracellulaires permettant de discriminer les cellules entre elle

Mesure hyperfréquence large-bande sur puce microfluidique pour la détermination des propriétés diélectriques complexes de milieux liquides

International audienc

Dielectric Spectroscopy Characterization within a Microfluidic Device based on Open-Ended Coplanar Waveguide

International audienceThis paper reports a new instrumented microdevice which allows the characterization of liquid media by dielectric spectroscopy. Coplanar waveguides (CPW) in an open-ended configuration are used within a microfluidic channel and compared according to the shape of the aperture: single open-end or interdigitated capacitor. These microdevices are used in order to extract dielectric permittivity properties of liquid media. The proposed CPW sensors are analyzed and characterized in reflection within the frequency band ranging from 0.15 to 5 GHz. Microtechnologies are used to fabricate the devices which are coupled with microfluidic capability. The microfluidic channel is 100 μm thick and typical size of the interdigital capacitor is associated to an area of 150 μm length × 90 μm width. The volume under test is in the nanoliter range which is compatible with biological cells characterization and represents a progress in this field of interest

Caractérisation des Propriétés Diélectriques de Milieux Liquides à l'aide d'une Sonde à Effet de Bout sur une Puce Microfluidique

International audienceThis article reports an open-ended coplanar waveguide line (OE-CPW) allowing the characterization of a liquid medium by dielectric spectroscopy within the 0.4-6 GHz frequency range. This proposed technology allows characterization of a medium placed in an integrated microfluidic channel located at the end of the CPW line. The medium under test occupies a volume of analysis of less than one nanoliter, scale allowing measurements of one to a few biological cells. RÉSUMÉ : Cet article pré sente une ligne coplanaire (CPW) à extré mité ouverte permettant la caractérisation d'un milieu liquide par spectroscopie diélectrique dans la bande de fré quences 0,4-6 GHz. Le capteur proposé permet de caractériser un liquide s'écoulant dans un canal microfluidique intégré au dispositif et positionné à l'extrémité de la ligne CPW (ligne à effet de bout). Le milieu sous test occupe un volume d'analyse de l'ordre du nanolitre, é chelle permettant d'effectuer une mesure sur une ou plusieurs cellules biologiques

Accurate Characterization by Dielectric Spectroscopy up to 25 GHz of Nano-liter Range Liquid Volume within a Microfluidic Channel

International audienceThis paper reports the design, simulation and experimental validation of an accurate liquid sensing technique in the nano-liter range. It is suitable for the detection and quantification of very small contents of liquid samples containing biological cells. The biosensor is based on an open-ended interdigitated capacitor (IDC) within a microfluidic channel. The microwave structure including the IDC is patterned in coplanar waveguide technology. The microfluidic channel is 100μm thick and the IDC covers an area of 150μm width and 90μm length. This leads to a volume under analysis much lower than a nano-liter which allows the noninvasive and contactless microwave investigation of biological cells in their culture medium. This micro-device is used to extract the complex permittivity of liquid media from the measured scattering parameters within the frequency band ranging from 0.2 to 25 GHz. For ease of use, a SMA-connectorized version of the device with spring contacts probes to the biosensor is also proposed. Results concerning microparticle detection within the media are also presented, extending the use of the sensors to cellular environments

Puce microfluidique instrumentée pour la caractérisation HyperFréquence de fluides par spectroscopie diélectrique

International audienc

Puce microfluidique instrumentée pour la caractérisation HyperFréquence de fluides par spectroscopie diélectrique

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