Stage Bac+5 : Développement d'un biocapteur à plasmons de surface basé sur une fibre optique spécialisée

ALPhANOV, Centre Technologique Optique et Laser, basé à Bordeaux et Limoges, compte plus de 100 personnes et intervient dans l’accompagnement de l’innovation en photonique tout au long de la chaîne de valeur.

ALPhANOV réalise des développements techniques de haut niveau pour générer des solutions, produits ou systèmes innovants à destination de marchés variés (aéronautique, spatial, médical, luxe, défense…).
ALPhANOV est reconnu pour sa capacité à générer les innovations clés à l’origine de plusieurs créations d’entreprises et accompagne régulièrement le développement d’une vingtaine de sociétés de haute technologie.

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Description de l’environnement :

Le stage sera réalisé au sein de l'équipe « Photonique Fibres » du laboratoire XLIM et au sein des locaux d’ALPhANOV à Limoges. XLIM possède une grande expertise dans la fabrication de fibres optiques spéciales et dans le développement de dispositifs à base de fibres pour la détection de biomarqueurs dans les fluides. L'équipe collabore avec ALPhANOV et le laboratoire L2N à Troyes, sur le développement d'une unité prototype d'un biocapteur SPR (basé sur une configuration en espace libre). Ce travail sera mené dans cet environnement.

Sujet du stage :

Les capteurs basés sur la résonance plasmonique de surface (SPR) sont couramment utilisés pour détecter et analyser en temps réel les interactions chimiques et biomoléculaires. Les capteurs SPR reposent sur les interactions entre l'onde optique, le plasmon de surface et l’analyte (liquide). Ils sont extrêmement sensibles aux petites variations de l'indice de réfraction de l'analyte, ce qui les rend particulièrement adaptés à la détection de petites molécules (de très faible poids moléculaire) à des concentrations très faibles (picomolaires). Différents dispositifs permettent d’effectuer ces mesures. La méthode la plus efficace pour la détection SPR repose sur la mesure du décalage de Goos–Hänchen (décalage spatial du faisceau optique lors de la réflexion avec la couche SPR), offrant des performances exceptionnelles pour la détection de biomarqueurs dans des fluides biologiques. Un prototype de ce dispositif est actuellement développé à XLIM en collaboration avec ALPhANOV (Limoges) et le laboratoire L2N (à Troyes).

Néanmoins, la plupart des biocapteurs SPR sont principalement basés sur des configurations optiques en espace libre, nécessitant des alignements précis (indispensables pour exciter l’onde plasmonique) et soulevant des problèmes de stabilité qui pourraient limiter leur utilisation dans des applications réelles.

L'objectif de ce stage de Master 2 est de développer un biocapteur SPR compact, robuste et facile à utiliser (sans alignements en espace libre), intégré dans une fibre optique spéciale. Nous visons en particulier à concevoir et fabriquer une fibre optique permettant de mesurer la variation de phase (de la lumière propagée) induite par la détection SPR afin d’optimiser la sensibilité. La première partie du stage sera dédiée à la conception du biocapteur SPR à fibre optique (y compris la conception d’une nouvelle fibre). Ensuite, en fonction de l'avancement, la fibre sera fabriquée, suivie de la réalisation du biocapteur SPR.

Ce travail pourrait être suivi par une thèse CIFRE (selon l’avancement) dans la perspective de développer complètement (jusqu’à un démonstrateur) les biocapteurs SPR à fibre optique et de démontrer leur pertinence à travers des expériences en collaboration avec les chercheurs biologistes du laboratoire CAPTuR (Inserm, CHU Limoges, Université de Limoges).

Les principaux objectifs du stage :

• concevoir et réaliser un nouveau design de capteur SPR basé sur la fibre

• acquérir des connaissances scientifiques sur les fibres optiques spéciales et la détection SPR

• réaliser des simulations numériques d'expériences de détection SPR dans des fibres optofluidiques

• améliorer les performances actuelles de nos sondes optofluidiques de biosensing

• démontrer la détection d'un biomarqueur dans un fluide biologique

Profil recherché et compétences demandées :

Master ou équivalent (ingénieur) en photonique, physique ou bioingénierie. Une connaissance en science et technologie des fibres optiques serait appréciée, ainsi que des connaissances en plasmonique.

Le candidat doit être fortement motivé pour le travail expérimental. Un haut degré d’autonomie, une bonne capacité à organiser les travaux, ainsi que de bonnes compétences en communication en anglais sont requis.

 
Historiquement très masculins, les métiers techniques et scientifiques doivent évoluer vers plus de mixité. ALPhANOV s’engage pour accompagner cette évolution et participe à la promotion de la mixité dans notre filière. Nous encourageons les femmes à s’engager dans ces métiers d'avenir… et à postuler chez ALPhANOV !