Domaine Scientifique

Les bicouches lipidiques modèles, reconstituées à partir d’extraits de lipides polaires bactériens, constituent des systèmes fiables pour étudier les propriétés physiques des membranes bactériennes et peuvent être utilisées, par exemple, pour aider à la conception de nouveaux antibiotiques. De tels mélanges polaires naturels sous forme marquée sont des outils essentiels pour les études de diffusion neutronique des membranes biologiques ; cependant, la deutération est connue pour perturber le métabolisme des acides gras et modifier les voies de biosynthèse lipidique. Des analyses antérieures des acides gras chez Escherichia coli et Pichia pastoris ont révélé des changements significatifs au sein de différentes séries lipidiques dans des conditions de croissance deutérées, suggérant que l’incorporation du deutérium affecte directement les gènes impliqués dans le métabolisme lipidique. S’appuyant sur ces observations, ce projet vise à étudier comment la deutération, appliquée à différentes températures de croissance et à différents stades de la courbe de croissance de la bactérie Gram positive Bacillus subtilis et de la bactérie Gram négative Escherichia coli, influence les changements des compositions globales des chaînes acyles. Le projet vise également à optimiser des méthodes de spectrométrie de masse par désorption/ionisation laser assistée par matrice à temps de vol (MALDI-TOF) pour l’analyse rapide et directe d’un large éventail de compositions moléculaires au sein de l’ensemble des mélanges de phospholipides purifiés. L’étude de tels mélanges lipidiques complexes est essentielle pour recréer des modèles de membranes bactériennes hautement pertinents sur le plan biologique, en vue de travaux visant à comprendre la fonction biologique des membranes bactériennes.

Activités du stagiaire

Culture de cellules bactériennes

Extraction et purification des lipides par extraction en phase solide et par HPLC

Optimisation des méthodes MALDI-TOF pour la détermination des compositions lipidiques

Niveau d’études souhaité

BAC+4, +5 en Biochimie des lipides

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 5 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

Krishna BATCHU,

email : batchu@ill.fr

Le surfactant pulmonaire est un complexe lipido-protéique qui tapisse l'interface air/liquide respiratoire au niveau des alvéoles, minimisant la tension superficielle et permettant ainsi la respiration. Les alvéoles subissant des variations de surface continues au gré des cycles respiratoires, ce matériau doit non seulement s'adsorber rapidement et efficacement à l'interface air/liquide, mais aussi s'étaler lorsque la surface augmente (à l'inspiration) et se désorber lorsqu'elle diminue (à l'expiration), ne laissant subsister qu'une monocouche interfaciale riche en DPPC à tension superficielle minimale. Ce dynamisme des films est assuré par les protéines tensioactives hydrophobes SP-B et SP-C qui maintiennent le matériau exclu de l'interface connecté à la monocouche interfaciale sous forme de réservoirs multicouches de surfactant, prêts pour le cycle suivant.

L'étudiant(e) affecté(e) à ce projet préparera différents types de films imitant le surfactant pulmonaire à l'interface air/eau. Ces systèmes comprendront des formulations contenant les protéines hydrophobes SP-B et SP-C, ainsi que des monocouches lipidiques combinées à des polypeptides. L'objectif est d'explorer la nucléation de réservoirs par des molécules autres que la SP-B, dont le rôle essentiel dans le bon fonctionnement du surfactant pulmonaire a été démontré.

Une cuve de Langmuir couplée à l'ellipsométrie sera utilisée pour caractériser la réponse de ces films lors de cycles de compression/expansion. Cette approche permettra d'évaluer si du matériau est expulsé de la monocouche lors de l'effondrement du film ou si des structures tridimensionnelles se forment, ces dernières étant un indicateur du bon fonctionnement du surfactant pulmonaire. Lorsque cela sera possible, l'organisation planaire des films sera également examinée par microscopie à angle de Brewster (BAM).

Activités du stagiaire

(1) Préparation de solutions de lipides, de protéines et de polypeptides

(2) Préparation de monocouches de lipides, de lipides/protéines et de lipides/peptides et caractérisation de leur réponse à la pression de surface lors de cycles de compression/détente

(3) Utilisation de l'ellipsométrie pour évaluer les variations de la quantité de matière à l'interface

(4) Participation à des expériences de réflectométrie de neutrons sur FIGARO

(5) Analyse et interprétation des résultats

Niveau d’études souhaité

BAC+5 en Physique, Chimie, Biologie

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 6 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

J CARRASCOSA TEJEDOR,

email : carrascosa-tejedor@ill.fr

Les métaux liquides jouent un rôle clé dans plusieurs technologies énergétiques et de procédés. Lors du craquage du méthane pour la production d'hydrogène sans CO₂, le méthane est injecté dans de l'étain fondu, où la formation, la remontée, la coalescence et la rupture des bulles influent directement sur l'efficacité. Les alliages à bas point de fusion, tels que le Galinstan, sont largement utilisés en électronique et dans les solutions de gestion thermique, où l'injection contrôlée de gaz permet la formation de voies conductrices. Dans les batteries au lithium liquide, des bulles peuvent se former pendant la charge et la surcharge, entraînant une surpression. Dans tous ces systèmes, la dynamique des bulles détermine les performances, la stabilité et la sécurité. Cependant, l'étude expérimentale des interactions gaz-liquide dans les métaux fondus demeure limitée. En raison de leur numéro atomique élevé, la plupart des métaux liquides sont opaques aux méthodes optiques et aux rayons X, empêchant leur visualisation in situ à travers le volume. La radiographie neutronique surmonte cette limitation en pénétrant les échantillons métalliques grâce au contraste d'absorption entre le gaz et le liquide. L'imagerie neutronique rapide permet en outre l'étude operando de la dynamique des bulles dans les métaux fondus.

Ce stage porte sur la conception d'un environnement d'échantillonnage compatible avec les neutrons, permettant la microradiographie neutronique (à haute vitesse) de la dynamique des bulles dans les métaux en fusion à des températures inférieures à 500 °C. L'objectif est de concevoir une cellule expérimentale compatible avec les neutrons permettant la fusion contrôlée et le fonctionnement stable de certains métaux liquides (par exemple, l'étain), grâce à l'utilisation d'une ligne de gaz (inerte) pour générer des flux de bulles. Le dispositif doit être compatible avec les lignes de lumière d'imagerie neutronique, permettre une radiographie (à haute vitesse) avec une haute résolution spatiale et temporelle, et garantir un fonctionnement sûr avec une protection adéquate du détecteur à haute température. Le travail portera sur la conception technique, le choix des matériaux, l'optimisation de la transmission des neutrons, la gestion thermique et la mise à l'échelle géométrique (section efficace cible ~10 cm²) dans des conditions de procédé réalistes.

Profil idéal :

- Formation en génie mécanique, thermique, nucléaire ou chimique

- Maîtrise de SolidWorks (obligatoire)

- Expérience en conception conceptuelle et dessin technique assistés par ordinateur (obligatoire)

- Connaissance de l’analyse et des simulations thermiques (un atout)

- Motivation pour travailler à l’interface entre la conception technique et la physique expérimentale

- Motivation pour le développement conceptuel de systèmes complexes

Activités du stagiaire

Le/la stagiaire réalisera la conception technique préliminaire d'un environnement d'échantillonnage in situ compatible avec la neutronographie, destiné à la radiographie rapide de la dynamique des bulles dans les métaux en fusion (T < 500 °C).

Tâches principales :

- Identifier les exigences scientifiques et les traduire en spécifications techniques

- Développer et comparer plusieurs concepts de conception préliminaires

- Créer des modèles CAO 3D et des dessins techniques à l'aide de SolidWorks

- Concevoir le conteneur de métal en fusion, le système de régulation de la température et la ligne d'injection de gaz inerte

- Optimiser le choix des matériaux pour la transmission des neutrons, la stabilité thermique et la compatibilité chimique

- Évaluer la sûreté, la faisabilité et la radioprotection

- Élaborer les protocoles d'installation, de manipulation et de maintenance

Livrables :

- Conception préliminaire complète de la cellule et du système

- Modèles paramétriques SolidWorks

- Documentation technique et rapport final

Niveau d’études souhaité

BAC+2, +3 en Génie Mécanique, Génie Thermique, Génie Chimique, Génie Nucléaire ou autre domaine étroitement lié

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 4 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

B LUKIC,

email : lukicb@ill.fr

Les nanoparticules lipidiques (LNP) à structure interne cubique ou lamellaire constituent des plateformes idéales pour l'encapsulation de nanoparticules magnétiques (MNP) stabilisées par l'acide oléique, permettant ainsi la formation de nanosystèmes hybrides aux capacités multifonctionnelles accrues. L'application d'un champ magnétique alternatif induit une hyperthermie localisée, qui provoque des transitions de phase lipidiques réversibles entre des architectures de cœur plus ou moins ordonnées. Cette réponse structurale modulable peut être exploitée pour déclencher une libération contrôlée de médicament à la demande. Des caractérisations initiales, telles que la diffusion dynamique de la lumière (DLS), la microscopie confocale à balayage laser (QCM-D) et l'ellipsométrie, seront réalisées afin de confirmer la qualité des échantillons. Les modifications microstructurales seront analysées par une combinaison de méthodes de diffusion avancées (diffusion aux petits angles et réflectométrie) afin de les corréler à leurs réponses macroscopiques potentielles. Au-delà de la vectorisation de médicaments, ces systèmes hybrides LNP-MNP présentent un fort potentiel pour les applications de biodétection.

Activités du stagiaire

Le stagiaire incorporera des nanoparticules magnétiques (MNP) dans des nanoparticules lipidiques (LNP) et caractérisera le système hybride LNP-MNP par réflectivité des rayons X, diffusion dynamique de la lumière (DLS), microscopie confocale à balayage laser (QCM-D), ellipsométrie, diffusion de neutrons aux petits angles (SANS) et réflectométrie de neutrons (polarisés et non polarisés).

Niveau d’études souhaité

BAC +3, +4, +5 en Physiques, Chimie, Science des Matériaux

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 2 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

S AYSCOUGH,

email : ayscough@ill.fr

Les bicouches lipidiques modèles, élaborées à partir d'extraits de lipides polaires bactériens, constituent des systèmes précieux pour l'étude des propriétés physico-chimiques des membranes bactériennes et pour la recherche sur les antibiotiques. En particulier, les mélanges de lipides polaires naturels marqués isotopiquement sont indispensables aux études de membranes biologiques par diffusion de neutrons. Ce projet vise à construire des bicouches lipidiques supportées, imitant la composition lipidique des membranes cytoplasmiques bactériennes, et à les étudier par QCM-D et réflectivité neutronique. Cependant, la formation de bicouches supportées contenant des phospholipides chargés négativement sur des surfaces d'oxyde de silicium demeure complexe. Contrairement aux systèmes lipidiques neutres, les bicouches anioniques sont souvent difficiles à reproduire. Les vésicules peuvent s'adsorber sans se rompre, entraînant une faible couverture de surface, la persistance de vésicules intactes et la formation de films instables. Malgré le développement de plusieurs stratégies de dépôt, telles que la modification de la concentration saline, l'utilisation de cations divalents et la modification de surface, les taux de réussite et la reproductibilité restent limités. Dans ce travail, nous utiliserons la QCM-D pour identifier systématiquement les conditions permettant la formation reproductible de bicouches lipidiques supportées, uniformes et sans défauts. Nous optimiserons d'abord les méthodes à l'aide de lipides synthétiques bien définis. Les protocoles optimisés seront ensuite appliqués à des extraits de lipides polaires naturels, marqués ou non, d'Escherichia coli et de Bacillus subtilis. Ces systèmes bicouches complexes fourniront des modèles biologiquement pertinents pour l'étude de la structure, de la dynamique et de la fonction des membranes bactériennes. Le/la stagiaire acquerra une expérience des techniques biophysiques, notamment la QCM-D, la diffusion dynamique de la lumière (DLS) et la spectroscopie infrarouge (IR), et aura la possibilité de participer à des expériences de réflectivité neutronique.

Activités du stagiaire

Le stagiaire effectuera des mesures dans les laboratoires PSCM à l'aide de QCMD, de DLS et, selon l'équipement installé, de spectroscopie infrarouge. Il optimisera la formation de bicouches lipidiques supportées sur un substrat solide à partir d'extraits bactériens – un système très demandé par les scientifiques de l'ILL.

Niveau d’études souhaité

BAC +4, +5 en Physiques, Chimie

Connaissances linguistiques

Le caractère international de notre centre de recherche nous amène à accorder une attention particulière aux candidatures provenant également d'autres pays que la France. Vous devez être capable de communiquer en anglais ou en français.

Observations

Contrat de stage conventionné de 4 mois maximum.

Merci d’envoyer votre candidature directement au tuteur du stage :

S AYSCOUGH,

email : ayscough@ill.fr