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Contribution à l’étude de l’alignement postural global : Analyse du corps entier avec abaques normatifs par la stéréoradiographie et la barycentremétrie
No full textAdult spinal deformities are common pathologies, but their surgical treatment is associated with a high rate of mechanical complications. The aims of this article-based thesis were to identify new anatomical parameters associated with postural alignment, and to redefine reference values for alignment parameters used in clinical practice using stereoradiography and barycentremetry. A cohort of 879 healthy subjects with bi-planar whole-body radiographs was set up. The aim will then be to apply these findings to a population of patients undergoing surgery for adult spinal deformity, and to assess their impact on mechanical complications.The first study showed a correlation between the angle of the upper ribs and the thoracic spine, and between the lower ribs and the lumbar spine. Greater thoracic kyphosis was associated with a greater anteroposterior diameter of the rib cage, and less penetration of the spine, resulting in greater rib cage volume. More interestingly, with regard to global alignment, a compensatory increase in pelvic tilt was found in association with an increase in ribcage width in the sagittal plane.The second study showed a significant correlation between femoral neck version angle and pelvic tilt. This relationship was non-linear, as neck version was comparable in the low and medium pelvic tilt groups, while the group with the highest pelvic tilt had a significantly greater femoral neck version. The findings of this study may suggest that implant orientation in hip replacement surgery should be adapted to the patient's pelvic tilt. Moreover, an association was previously demonstrated between increased femoral version and the risk of hip osteoarthritis and ischiofemoral impingement.Many alignment parameters (pelvic tilt, TPA, SFA, SSA) are physiologically correlated with age, and with pelvic incidence (PI) due to their anatomical definitions. The third study proposes formulas for estimating these four parameters as a function of age and PI. The overall cohort was divided into five groups according to PI, making it possible to provide reference values for all alignment parameters for each group. This study also found that thoracic kyphosis and cervical curvature were not significantly correlated with PI. These results enable a more precise study of postural alignment, taking into account individual patient specificities, for a more patient-specific correction and thus bring a reduction in the risk of postoperative mechanical complications in adult spinal deformity surgery.The barycentremetric study showed that a higher lumbar lordosis was associated with a posterior translation of the body's center of mass above the apex of the thoracic kyphosis. Center of mass analysis also validated the role of the lower limbs in postural alignment. Greater hip extension, pelvic tilt and knee flexion were associated with a posterior translation of the whole-body center of mass. The strong correlation of ODHA with the different centers of mass makes it a good surrogate parameter for estimating the body's line of gravity. A significant association was found between postural alignment and the distance between the spine and the body envelope at the level of lumbar lordosis: a greater distance was associated with pelvic retroversion, as well as an increase in cervical lordosis.Les déformations rachidiennes de l’adulte sont des pathologies fréquentes, mais leur traitement chirurgical est associé à un taux de complications mécaniques important. Les objectifs de cette thèse par articles étaient d’identifier de nouveaux paramètres anatomiques associés à l’alignement postural et de redéfinir des valeurs de référence des paramètres d’alignement utilisés en pratique clinique à l’aide de la stéréoradiographie et de la barycentremétrie. Une cohorte de 879 sujets sains avec radiographies bi-planaires corps entier a été constituée. Le but sera ensuite d’appliquer ces conclusions à une population de patients opérés d’une déformation rachidienne de l’adulte et d’en évaluer l’impact sur les complications mécaniques.La première étude a mis en évidence une corrélation entre l’angle des côtes supérieures et le rachis thoracique ainsi qu’entre les côtes inférieures et le rachis lombaire. Une plus grande cyphose thoracique était associée à un diamètre antéro-postérieur de la cage thoracique plus grand, et une moins forte pénétration du rachis, et ainsi un plus grand volume de la cage thoracique. De façon plus intéressante en ce qui concerne l’alignement global, il a été retrouvé une augmentation compensatoire de la version pelvienne en association avec une augmentation de la largeur de la cage thoracique dans le plan sagittal.La deuxième étude a mis en évidence une corrélation significative entre l’angle de version du col fémoral et la version pelvienne. Cette relation n’était pas linéaire, puisque la version du col était comparable dans les groupes de faiblesse faible et moyenne VP, tandis que le groupe avec la plus forte version pelvienne, présentait une version du col fémoral significativement plus importante. Les conclusions de cette étude pourraient suggérer d’adapter l’orientation des implants dans la chirurgie prothétique de la hanche en fonction de la version pelvienne des patients. Par ailleurs, il avait été démontré une association entre l’augmentation de la version fémorale et le risque de coxarthrose ainsi que de conflit ischio-fémoral.De nombreux paramètres d’alignement (version pelvienne, TPA, SFA, SSA) sont corrélés à l’âge de façon physiologique, et à l’incidence pelvienne (IP) du fait de leurs définitions anatomiques. Il est proposé dans la troisième étude des formules pour estimer ces quatre paramètres en fonction de l’âge et de l’IP. La cohorte globale a été divisée en cinq groupes selon l’IP, permettant de fournir des valeurs de référence pour tous les paramètres d’alignement pour chaque groupe. Cette étude a également permis de constater que la cyphose thoracique et la courbure cervicale n’étaient pas significativement corrélées à l’IP. Ces résultats permettent une étude plus précise de l’alignement postural, en prenant en compte les spécificités individuelles du patient, pour une correction plus adaptée aux patients et amener ainsi une diminution des risques de complications mécaniques postopératoires dans les chirurgies de déformation rachidienne de l’adulte.L’étude barycentremétrique a mis en évidence qu’une plus forte lordose lombaire était associée à une translation postérieure du centre de masse corporel au-dessus de l’apex de la cyphose thoracique. L’analyse des centres de masse a également permis de valider le rôle des membres inférieurs dans l’alignement postural. Ainsi, de plus grandes extensions de hanche, versions pelviennes et flexions de genou étaient associées à une translation postérieure du centre de masse du corps entier. La forte corrélation de l’ODHA avec les différents centres de masse en fait un bon paramètre de substitution pour estimer la ligne de gravité corporelle. Une association significative a été mise en évidence entre l’alignement postural et la distance entre le rachis et l’enveloppe corporelle au niveau de la lordose lombaire : une distance plus importante était associée à une rétroversion pelvienne, ainsi qu’une majoration de la lordose cervicale
Effets du chrome et du molybdène sur la passivité renforcée des alliages multi-élémentaires (Cr)FeCoNi(Mo)
No full textSince first produced in 2004, Multi-Principal Element Alloys (MPEA) have attracted intense interest owing to their high compositional flexibility allowing us to tailor mechanical properties and corrosion resistance. This thesis focuses on the correlation between the surface reactivity of four new (Cr)FeCoNi(Mo) MPEAs of fcc structure and the chemical properties of the protective surface oxide films, in order to improve the understanding of the passivity of MPEAs. An experimental approach combining electrochemical measurements and advanced surface characterization by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) was applied. The complexity of the studied systems required the development of a new analytical methodology for the interpretation of the data.Remarkably enhanced resistance to localized corrosion is found to be ensured by the enrichment in both chromium and molybdenum of the passive film. Detailed analysis of the protective oxide films demonstrated their stratification, with the inner barrier layer mainly composed of Cr oxide but likely presenting Cr-depleted weak sites, and the outer layer comprised of different oxides and hydroxides of the principal alloying elements. The localization of Mo oxide depends on its valence: Mo(VI) is preferentially located in the outer layer where it impedes Cl- penetration, and Mo(IV) at the interface with the inner layer where it protects the weak sites of the inner barrier layer. Thermal stability was investigated upon UHV heating, showing chemical alterations of the oxide film until complete decomposition at 500°C.Depuis leurs premières élaborations en 2004, les alliages multi-élémentaires MPEA connaissent un fort engouement du fait de leur vaste champ de composition permettant de moduler propriétés mécaniques et tenue à la corrosion. Cette thèse porte sur l’étude de la corrélation entre réactivité superficielle de quatre nouvelles nuances d’alliages MPEA de type (Cr)FeCoNi(Mo) de structure cfc et propriétés chimiques des films d’oxydes protecteurs formés en surface, afin d’améliorer la compréhension de la passivation des alliages MPEA. Une approche expérimentale combinant mesures électrochimiques et caractérisation fine des surfaces par spectroscopie de photoélectrons induite par rayon X (XPS) et spectrométrie de masse d’ions secondaire à temps de vol (ToF-SIMS) a été appliquée. La complexité des systèmes étudiés a nécessité de développer une nouvelle méthodologie analytique pour l’interprétation des résultats.La tenue remarquablement renforcée de ces alliages à la corrosion localisée est assurée par l’enrichissement conjugué en chrome et en molybdène de la couche passive. L’analyse fine des films protecteurs d’oxydes a permis de montrer leur stratification, avec la couche interne barrière principalement composée d’oxyde de Cr mais pouvant présenter des sites faibles appauvris en Cr et la couche externe contenant différents oxydes et hydroxydes provenant des éléments d’alliages. La localisation du Mo dépend de son degré d’oxydation : Mo(VI) est situé préférentiellement dans la couche externe où il gêne la pénétration des Cl-, et Mo(IV) à l’interface avec la couche interne où il protège les sites faibles de la couche interne. La stabilité thermique a été étudiée sous UHV, montrant des altérations des films d’oxyde jusqu’à décomposition complète à 500°C
Du polymère fluoré électroactif à l’actionneur
No full textThe performances of electroactive polymer actuators must be optimized in order for them to be suitable for electronic devices. The electrostrictive properties of P(VDF-ter-TrFE-ter-CTFE) films, used for this application, depend on their crystalline structures and morphologies, which, in turn, depend on their chemical composition and on their processing conditions. All these links have been studied during this thesis, by SAXS-WAXS, DSC, AFM, and dielectric spectroscopy. The results were used to define the key parameters to move on to the actuator devices. After being processed by screen-printing, the characterization of the actuators under an electric field led to the measurement of the crystalline lattice evolutions and of the macroscopic bending of the actuators. The electrostrictive coefficients were then deduced and led to determine the chemical composition associated to the best electrostrictive properties. One of the innovative highlights of this research is the use of the same actuator for a multi-scale study under an electric field.Les performances des actionneurs à base de polymères électroactifs doivent être optimisées afin que ces actionneurs soient utilisés dans les dispositifs électroniques. Les propriétés électrostrictives des films de P(VDF-ter-TrFE-ter-CTFE), utilisés pour ces applications, dépendent de leurs structures et de leurs morphologies cristallines, qui à leur tour dépendent de la composition chimique et de la mise en forme de ces films. Tous ces liens ont été étudiés au cours de cette thèse, par SAXS-WAXS, DSC, AFM et spectroscopie diélectrique. Les résultats ainsi obtenus ont été utilisés pour définir les paramètres importants pour passer ensuite aux actionneurs. Après réalisation par sérigraphie, leur caractérisation sous champ électrique a permis de mesurer les évolutions des mailles cristallines et la déflexion macroscopique des actionneurs. Les coefficients électrostrictifs déduits ont permis de préciser la composition chimique qui conduisait aux meilleures propriétés électrostrictives. Un des points forts et innovants de cette étude est l’utilisation d’un même actionneur pour une étude multi-échelle sous champ
Réactivité du couple Fe0/FeII en catalyse homogène : mécanismes réactionnels, applications aux couplages croisés et à l'activation de liaisons E-H (E = C, Si, B)
No full textOver the last twenty-five years, iron has established itself as a relevant metal in catalysis, due to its low toxicity and its attractive price compared to other metals. If its wide range of oxidation and spin states leads to an and unequaled potential for coupling reactions, it is this same impressive reactivity which paradoxically makes its exploitation difficult and rather obscure as a catalyst.The work of this doctoral thesis focuses on the identification and implication of the active oxidation states of iron in catalysis via an experimental and theoretical study involving the Fe0/FeII couple for the first time in iron-catalyzed aryl-(hetero)aryl cross-coupling reaction. The second part aims to question the fate and beneficial role of metallic countercations that are all too often put aside during iron-catalysed reactions. It describes in detail the demonstration of the role of alkaline cations as an additive in iron-catalyzed C−H activation reactions with a focus on reductive dehydrocoupling and hydrogen isotope exchange. The last part of this manuscript exposes the reactivity of a Fe0 complex towards organic substrates for the synthesis of new complexes associating iron and elements of groups 13 and 14 (B and Si). This work involves the use of various analysis techniques (NMR and Mössbauer spectroscopies, XRD…) as well as theoretical modeling using DFT calculations to sustain these hypotheses on the reaction mechanisms involved.Au cours des vingt-cinq dernières années, le fer s'est imposé comme un métal pertinent en catalyse, de par sa faible toxicité et son prix attractif par rapport aux autres métaux. Si sa large gamme de degrés d'oxydation et d'états de spin lui confère une réactivité et un potentiel inégalé pour les réactions de couplage, c'est cette même réactivité impressionnante qui paradoxalement rend son exploitation difficile et parfois complexe en tant que catalyseur.Les travaux de cette thèse de doctorat s'intéressent à l'identification et l'implication des degrés d'oxydation actifs du fer en catalyse via une étude expérimentale et théorique impliquant le couple Fe0/FeII pour la première fois lors du couplage croisé ferrocatalysé aryle-(hétéro)aryle. La deuxième partie vise à questionner le devenir et le rôle bénéfique des contre-cations métalliques bien trop souvent mis de côté au cours des transformations catalysées par le fer. Elle décrit en détails la mise en évidence du rôle des cations alcalins comme additifs lors des réactions d'activation C−H ferrocatalysées avec un focus sur le couplage déshydrogénant et l'échange isotopique de l'hydrogène. La dernière partie de ce manuscrit expose la réactivité d'un complexe de Fe0 vis-à-vis de substrats organiques pour la synthèse de nouveaux complexes associant le fer et des éléments des groupes 13 et 14 (B et Si). Ces travaux impliquent l'utilisation de techniques d'analyses variées (spectroscopies RMN et Mössbauer, DRX…) ainsi que des modélisations théoriques par calculs DFT pour permettre de proposer ces hypothèses sur les mécanismes réactionnels impliqués
Étude d'un nouvel alliage de titane tolérant à l'oxygène
No full textAmong the various important issues affecting titanium metallurgy, the loss of ductility induced by the addition of oxygen, even in small proportions, remains one of the most critical, limiting the oxygen content to 0.4 mass%. However, the Ti-4.5Zr-0.6O alloy (mass%) displays a trade-off between mechanical strength and ductility. In addition, oxygen ordering is observed in this alloy, although the amount of oxygen added is well below the known solubility of 13 mass%. The partitioning of oxygen between the ordered domains and the solid solution is therefore questioned. Furthermore, while the order / disorder transition temperature has been determined to be around 450°C, heat treatments above this temperature followed by a very rapid cooling still result in the formation of ordered nano-domains. These objects would be formed by an athermal process, which could explain the low enrichment measured. This "athermal" ordering contrasts with the observed ordering during heat treatments in the stability range (below 450°C), which give rise to larger ordered domains. Finally, dynamic strain ageing phenomena revealed for a certain range of temperature and deformation rate motivate further studies on this ordering, which could pave the way for new strategies for high-temperature applications through the development of these "oxygen-rich" titanium alloys.Parmi les diverses questions importantes qui touchent à la métallurgie du titane, la perte de ductilité induite par l'ajout d'oxygène, même dans de faibles proportions, reste l'une des plus critiques, limitant ainsi la teneur en oxygène à 0,4% massique. Cependant, l'alliage Ti-4,5Zr-0,6O (mass%) montre un très bon compromis de résistance mécanique et de ductilité. De plus, une mise en ordre de l'oxygène est observée dans cet alliage bien que la quantité d'oxygène ajoutée soit bien inférieure à la solubilité connue de 13% massique. La partition de l'oxygène entre les domaines ordonnés et la solution solide est donc questionnée. Dans cette étude, la température de transition ordre / désordre a été déterminée à environ 450°C, mais un traitement thermique au-delà de cette température suivi d'un refroidissement, bien que très rapide, donne tout de même lieu à la formation de nano-domaines ordonnés. Ces derniers seraient donc formés par un processus athermique, ce qui expliquerait le faible enrichissement en oxygène mesuré. Cette mise en ordre "athermique" s'oppose à la mise en ordre formée au cours d'un traitement thermique dans le domaine de stabilité (en dessous de 450°C) et qui donne lieu à des domaines ordonnés de plus grande taille. A cette température critique (400-500°C) sont également mis en évidence des phénomènes de vieillissement dynamique, ce qui motive à poursuivre les études sur cette mise en ordre qui semble jouer un rôle important dans les mécanismes de déformation et pourrait peut-être ouvrir la voie à de nouvelles stratégies pour des applications à hautes températures, à travers le développement de ces alliages riches en oxygène
La modélisation des chromophores à émission induite par l'agrégation par des approches multi-échelles
No full textAggregation-induced emission properties of two fluorophores: TPE-MRh and TPE-BPAN, are studied. Theoretical calculations are employed to understand the AIE process of TPE-MRh and TPE-BPAN. Through the theoretical calculation of the HR factor, we found the source of the non-radiative decay, which explains the quenching phenomenon in solution state. The intermolecular interactions are calculated, which verifies the existence of the restriction of intramolecular movements (RIM). The charge transfer (CT) process is also investigated. To further study the force stimuli sensing application of the AIE properties of two studied dyes, the mechanochromic properties are investigated. multi-scale simulation methodology is designed to perform the mechanochromic process of two dyes in a LLDPE polymer matrix. The topological structures of dye clusters embedded in polymer matrix show that (i) the intramolecular structure between donor and acceptor part; (ii) the intermolecular structure between two monomers in a cluster; both are deformed by the external force on polymer matrix. The hindered CT process during excitation can result in a fluorescence modulation of two kinds of chromophores.Les propriétés d'émission induites par l'agrégation de deux fluorophores, le TPE-MRh et le TPE-BPAN, ont été étudiées. Des calculs théoriques ont été utilisés pour comprendre le processus d'AIE du TPE-MRh et du TPE-BPAN. Grâce au calcul théorique du facteur HR, nous avons identifié la source de la décroissance non radiative, expliquant ainsi le phénomène d'extinction en solution. Les interactions intermoléculaires ont été calculées, confirmant l'existence de la restriction des mouvements intramoléculaires (RIM). Le processus de transfert de charge (CT) a été étudié. Pour approfondir l'application de la détection de stimuli de force des propriétés AIE des deux colorants étudiés, les propriétés mécanochromiques ont été examinées. Une méthodologie de simulation multi-échelle a été conçue pour étudier le processus mécanochromique des deux colorants dans une matrice polymère de LLDPE. Les structures topologiques des agrégats de colorants intégrés dans la matrice polymère montrent que (i) la structure intramoléculaire entre la partie donneuse et la partie accepteuse; (ii) la structure intermoléculaire entre deux monomères dans un agrégat; sont toutes deux déformées par la force externe exercée sur la matrice polymère. Le processus de transfert de charge entravé pendant l'excitation peut entraîner une modulation de la fluorescence des deux types de chromophores
Conception et développement du micro-lab, une plateforme automatisée en flux séquentiel pour les procédés chimiques multi-étapes
No full textMulti-step chemical reactions, automation and membrane-based separations have gained momentum in the field of flow chemistry. However, multi-step processes including work-ups are rare, especially due to excessively complicated set-ups requiring numerous fluidic tools. We propose a new sequential flow strategy, as opposed to in-line continuous flow, that drastically alleviates the practical limitations of the latter, in particular by the means of an original micro-lab platform. This hybrid strategy uses continuous flow tools to benefit from process intensification but conducts chemical steps one after the other (sequentially) as in batch mode, which simplifies the setting-up of multi-step processes. The platform, composed of commercial and in-house components, displays a minimal spatial footprint (30 cm × 20 cm × 20 cm) and can be used for a large variety of multi-step chemical processes. The “chemical robot” is steered thanks to a custom software running on Python that manages all the tools of the platform. This software allows for the synchronisation of the tools, enabling for pre-written protocols involving all tools to be run. The modularity of the micro-lab hardware and software allows for the integration of most chemical processes including photochemical, electrochemical, and plasma-activated transformations, as well as chemical analysis.Les synthèses chimiques multi-étapes, l'automatisation et les séparations membranaires ont pris de l'ampleur dans le domaine de la chimie des flux. Cependant, les processus multi-étapes comprenant des lavages sont rares, notamment en raison de la complexité excessive des dispositifs expérimentaux, qui nécessitent de nombreux outils fluidiques. Nous proposons une nouvelle stratégie de flux séquentiel, par opposition au flux continu en ligne, qui atténue considérablement les limitations pratiques de ce dernier, en particulier au moyen d'une plateforme originale de micro-laboratoire. Cette stratégie hybride utilise les outils de la chimie en flux continu pour profiter des bénéfices de la miniaturisation mais réalise les étapes les unes après les autres (séquentiellement) comme en batch, ce qui simplifie la mise en œuvre des procédés multi-étapes. La plateforme micro-lab, composée d'outils commerciaux et d'éléments développés en interne, présente un encombrement minimal (30 cm × 20 cm × 20 cm) et peut être utilisée pour une grande variété de processus chimiques en plusieurs étapes. L'automate est piloté grâce à un logiciel ad-hoc, développé en interne en langage Python, qui permet d'animer tous les outils constituant la plateforme micro-lab. Son principal avantage est la possibilité de faire fonctionner les outils de manière synchronisée avec des programmes pré-écrits à uploader. La modularité du dispositif expérimental et du logiciel de pilotage permet l'intégration de la plupart des procédés chimiques, y compris les activations photochimiques, électrochimiques et plasma, ainsi que l'analyse chimique
Preuve de concept de réversibilité (fonctionnement alterné en mode électrolyse et pile à combustible) dans des dispositifs à base de sels fondus et oxyde solide comme électrolyte (Hybrid Electrochemical Cells – HEC)
No full textThis study showed that hybrid cells based on a composite electrolyte based on doped-ceria and molten salts could operate reversibly between fuel cell and steam electrolysis modes for the decarbonised production of electricity and hydrogen, respectively. Hybrid electrodes combining molten carbonates, solid oxide and a metal alloy were developed as both anode and cathode. Very promising performances have been measured: specific resistance of 0.09 and 0.17 Ohms.cm2 under H2 H2O CO2 and Air CO2 atmosphere, respectively. For single cells in fuel cell mode, a current density of 475 mA.cm 2 and a power density of 353 mW.cm 2 were obtained at 650°C. Further improvements can be obtained by optimising the manufacturing and shaping methods for the cell components, and by adjusting the compositions and particle sizes.Cette étude a permis de montrer que des cellules hybrides basées sur un électrolyte composite à base de cérine dopée et de sels fondus pouvaient fonctionner de manière réversible entre les modes pile à combustible et électrolyse de vapeur d'eau pour la production décarbonée d'électricité et d'hydrogène, respectivement. Des électrodes hybrides associant carbonates fondus, oxyde solide et un alliage métallique ont été développées tant comme anode que cathode. Des performances très prometteuses ont été mesurées : résistance spécifique de 0,09 et 0,17 Ohms.cm2 sous H2-H2O-CO2 et Air-CO2 respectivement. Pour les cellules complètes en mode pile, une densité de courant de 475 mA.cm 2 et une densité de puissance de 353 mW.cm 2 ont été obtenues à 650°C. L'ensemble pourra encore être amélioré en optimisant les méthodes de fabrication et de mise en forme des constituants des cellules, ainsi qu'en ajustant les compositions et la taille des particules
Protéomique unicellulaire pour accélérer la découverte de nouveaux médicaments
No full textThe cell is a fundamental unit of structure and function in biology. Cellular systems such as cell cultures, tissues and cancers are composed of a variety of cells with distinct molecular and functional properties. Characterization of these cellular differences is essential for understanding normal physiology or pathology. To address many medical and biological challenges, proteomic analysis of the single cell proteome has become essential as it provides information on dynamic changes in the proteome or cellular heterogeneity. However, the classical workflow used in proteomics is not adapted to a single cell or even to minimal quantities of biological material. It is therefore essential to miniaturize it to adapt it to a minimal amount of material. From cell isolation to LC-MS/MS analysis, each step of the sample preparation process requires careful development to increase the sensitivity of the analysis and reduce sample loss before the sample arrives at the mass spectrometer detector. The study of the surfaces of the containers in contact with the samples is often neglected and yet very important. One of the phenomena observed with proteins and representing a real challenge in single-cell proteomics is the non-specific adsorption of molecules of interest on surfaces. Thus, the adsorption of proteins and peptides limits the recovery yield and is deleterious to identify a maximum of peptides. This effect is even more visible when the amount of samples is small. In the present work, we studied the nature of the surface to optimize the sample preparation yield. We also studied several steps of the protocol in order to improve them. Our results confirmed that a minimalist protocol and the reduction and treatment of contact surfaces are crucial parameters to improve the robustness of protein recovery and identification and the sensitivity of peptide detection when working in LC-MS/MS with low amounts of protein extracts or low numbers of human cells.La cellule est une unité fondamentale de structure et de fonction en biologie. Les systèmes cellulaires tels que les cultures cellulaires, les tissus et les cancers se composent d'une variété de cellules aux propriétés moléculaires et fonctionnelles distinctes. La caractérisation de ces différences cellulaires est essentielle pour comprendre la physiologie ou les pathologies. Pour relever de nombreux défis médicaux et biologiques, l'analyse protéomique du protéome d'une cellule unique est devenue essentielle car elle fournit des informations sur les changements dynamiques du protéome ou l'hétérogénéité cellulaire. Cependant, le protocole classique utilisé en protéomique n'est pas adapté à une cellule unique ou même à des quantités minimes de matériel biologique. Il est donc essentiel de le miniaturiser pour l'adapter à une quantité minimale de matériel. De l'isolement des cellules à l'analyse LC-MS/MS, chaque étape du processus de préparation des échantillons nécessite un développement minutieux pour augmenter la sensibilité de l'analyse et réduire les pertes d'échantillons avant l'arrivée de l'échantillon devant le détecteur du spectromètre de masse. L'étude des surfaces des supports en contact avec les échantillons est souvent négligée et pourtant très importante. Un des phénomènes observés avec les protéines représentant un réel défi en protéomique unicellulaire est l'adsorption non spécifique des molécules d'intérêt sur les surfaces. Ainsi, l'adsorption des protéines et des peptides limite le rendement de récupération et est délétère pour identifier un maximum de peptides. Cet effet est d'autant plus visible que la quantité d'échantillons est faible. Dans le présent travail, nous avons étudié la nature de la surface afin d'optimiser le rendement de préparation des échantillons. Nous avons également étudié plusieurs étapes du protocole afin de les améliorer. Nos résultats ont confirmé qu’un protocole minimaliste ainsi que la réduction et le traitement des surfaces de contact sont des paramètres cruciaux pour améliorer la robustesse de la récupération et de l'identification des protéines et la sensibilité de la détection des peptides lors des analyses en LC-MS/MS de faibles quantités d'extraits de protéines ou un faible nombre de cellules humaines
Sur les propriétés radiatives des dispositifs passifs et actifs dans l'infrarouge moyen sub-longueur d'onde
No full textInfrared metamaterials have been used in a wide range of applications, such as radiative cooling, photo-detection, and solar cell design. The building blocks of these materials are subwavelength structures that exhibit many interesting antenna effects, namely, directional emission, spectral selectivity, as well as high field confinement. The study of the intrinsic radiative properties of these subwavelength structures is a crucial step toward the optimization of the optical response of large-scale metasurfaces. Traditionally, investigating the radiative properties of individual subwavelength structures is extremely challenging due to their inherently weak electromagnetic radiation. In the mid-infrared spectral range, one is also met with overwhelming background radiation.In this thesis, we push the limits of various highly sensitive techniques, such as infrared spatial modulation spectroscopy, and scattering-scanning near-field optical microscopy, to probe the intrinsic mid-infrared electromagnetic radiation of single- or few-element subwavelength structures. A potpourri of subwavelength structures is examined and discussed, spanning a broad continuum, from passive dielectric and plasmonic antennas to electrically biased graphene field-effect transistors. The fundamental properties and interactions associated with these structures are elaborated, with special emphasis being placed on the influence of geometrical and material properties on the near- and far-field response. The results presented in this thesis and the discussion therein are of particular interest to light applications in which a tailoring of the mid-infrared spectrum at the subwavelength scale is required.Les métamatériaux infrarouges ont été utilisés dans un large éventail d'applications, telles que le refroidissement radiatif, la photodétection et la conception de cellules solaires. Les éléments constitutifs de ces matériaux sont des structures de taille sub-longueur d'onde qui présentent de nombreux effets d'antenne intéressants, à savoir une émission directionnelle, une sélectivité spectrale, ainsi qu'une exaltation du confinement du champ. L'étude des propriétés radiatives intrinsèques de ces structures sub-longueur d'onde est une étape cruciale vers l'optimisation de la réponse optique des métasurfaces à grande échelle. Traditionnellement, l'étude des propriétés radiatives des structures individuelles sub-longueur d'onde est extrêmement difficile en raison de leur rayonnement électromagnétique intrinsèquement faible. Dans la gamme spectrale du moyen infrarouge, le rayonnement du fond est dominant.Dans cette thèse, nous repoussons les limites de diverses techniques hautement sensibles, telles que la spectroscopie à modulation spatiale infrarouge et la microscopie optique en champ proche à pointe diffusante, pour sonder le rayonnement électromagnétique intrinsèque dans le moyen infrarouge de structures sub-longueur d'onde composées d'un ou plusieurs éléments. Un pot-pourri de structures sub-longueur d'onde est examiné et discuté, couvrant un large spectre allant, des antennes diélectriques et plasmoniques passives aux transistors à effet de champ en graphène polarisés électriquement. Les propriétés fondamentales et les interactions associées à ces structures sont élaborées, avec un accent particulier mis sur l'influence des propriétés géométriques et des matériaux sur la réponse en champ proche et lointain. Les résultats présentés dans cette thèse et la discussion associée sont d'un intérêt particulier pour les applications photoniques dans lesquelles une adaptation du spectre moyen infrarouge à l'échelle sub-longueur d'onde est requise