Prix EPFL de Doctorat - 2024 - Samuel Mendes Leitão

Pour ses développements en microscopie à conductance ionique à balayage à grande vitesse et l'invention de la spectroscopie de conductance ionique à balayage.

Des techniques de microscopie, telles que la microscopie électronique, la microscopie optique à super-résolution et la microscopie à force atomique (AFM), ont été utilisées pour imager en détail la structure des cellules. Le défi majeur consiste à obtenir des informations en 3D avec une résolution nanométrique sans affecter la viabilité des cellules et en évitant toute interférence avec le processus. La thèse présente le développement d'un microscope à conductance ionique à balayage (SICM) résolu dans le temps, de la conception au prototype, capable de résoudre des processus biologiques spatiotemporels avec une résolution et une vitesse d'imagerie sans précédent. En intégrant les avancées en nanopositionnement, en théorie du contrôle, en microélectronique et en fabrication de nanopores, le système SICM résolu dans le temps a permis d'obtenir une résolution inférieure à 5 nm, de réaliser une imagerie à haute vitesse de 0.5 s par image et de permettre de grands volumes d'imagerie de cellules eucaryotes.

En plus de l'imagerie, le SICM résolu dans le temps a été adapté avec succès pour la spectroscopie de molécule unique en utilisant des nanopores, créant ainsi une nouvelle technique appelée spectroscopie de conductance ionique à balayage (SICS). Le SICS a surmonté les limitations de la technologie des nanopores en contrôlant la position des nanopores et la vitesse de translocation des molécules individuelles. L'augmentation de la capacité de détection avec le SICS a le potentiel d'être transférable à d'autres méthodes de nanopores à l'état solide et biologiques, améliorant ainsi considérablement les applications de diagnostic et de séquençage.