Plateformes techniques de l’UMR-241 SECOPOL
Des plateformes spécifiques réparties sur les différents sites de l’UMR-241
Les plateformes techniques sont au coeur de la recherche de l’UMR.
La plateforme « Biotoxines Marines » de l’UMR SECOPOL est hébergée au sein du Laboratoire de recherche sur les Biotoxines Marines (LBM) de l’Institut Louis Malardé, sur ses deux sites de Papeete et Paea (centre Ciguaprod). Mise en place dans le cadre de la veille technologique active assurée par le LBM afin de doter la Polynésie française d’un dispositif de surveillance et prévention des risques d’intoxication liées aux efflorescences algales toxiques, elle offre l’accès à divers plateaux techniques dédiés principalement à la surveillance des phycotoxines présentes dans les écosystèmes lagonaires polynésiens et de leurs organismes-source.
Cette plateforme se compose de 4 plateaux techniques :
- Production à grande échelle de cultures de microalgues
- Plateau de Chimie analytique
- Plateau Tests de détection
- Moyens à la mer
Equipements et moyens matériels
- Le Plateau « Production de microalgues» se compose d’une algothèque riche d’environ 250 souches de microalgues et cyanobactéries, et 3 salles de production équipées de photoréacteurs de 300 L complétées par 5 enceintes de culture. Ce plateau comprend également un espace de préparation et stérilisation de milieux doté d’un circuit d’alimentation continue en eau de mer et d’un autoclave grande capacité, un compteur à particules MultiSizer3, et divers instruments dédiés aux observations en microscopie (microscopes optique et à épifluorescence, loupes binoculaires)
- Le Plateau de Chimie analytique est principalement dédié à la mise au point de protocoles optimisés d’extraction et purification des toxines à partir des cultures in vitro de microalgues produites sur le Centre Ciguaprod ou des échantillons biologiques issus des campagnes de collecte. Il se compose d’une biobanque riche de plus de 2 000 échantillons pisciaires, d’une chambre froide de stockage à -20°C de grande capacité, de chaînes complètes d’extraction chimique (lyophilisateur, FastPrep, Chromatographie Flash, rotavapors, speedvacs, sorbonnes, centrifugeuses, balances de micropesée), et d’un système analytique HPLC-UV-SM.
- Le Plateau « Tests de détection » permet la détection du phytoplancton toxinogène par qPCR, et des phycotoxines associées via 2 tests fonctionnels, le test de cytotoxicité cellulaire sur neuroblastomes de souris (CBA-N2a) et le test ligand-récepteur fluorescent (fRBA). Ce plateau comprend notamment des équipements de biologie moléculaire (Nanodrop, thermocycleur), de culture cellulaire (étuves à CO2 ; lecteur de plaque UV) et un lecteur de microplaque à fluorescence.
- Le Plateau Moyens à la mer est équipé d’un hors-bord de 13,5 pieds dédié aux campagnes de collecte
La plateforme Biologie-Ecologie de l’UMR SECOPOL située sur le campus de l’UPF dispose de plateaux techniques en soutien à diverses thématiques de recherche qui concernent aussi bien les milieux terrestres que marins. Cette plateforme est organisée en plusieurs plateaux :
- Ecologie terrestre
- Ecologie marine
- Biologie
- Etude des microplastiques et biomatériaux
- Aquariums
Outre divers équipements en commun (sorbonnes et hottes à flux laminaire, étuves, autoclave, centrifugeuses, balances de précisions, réfrigérateurs et congélateurs, dont deux -80°C), ces plateaux regroupent des outils et instruments plus spécifiques, qui sont illustrés ci-après.
Le plateau d’écologie marine
Le plateau technique d’écologie marine comprend, notamment :
Un cytomètre de flux modèle Cytoflex de chez Beckman. Cet appareil, équipé de deux lasers spécifiques, permet la caractérisation individuelle, quantitative et qualitative, de particules en suspension dans un liquide. Cette technique peut être appliquée à l’écologie et l’écotoxicologie, par exemple pour caractériser le phytoplancton ou la contamination en microplastiques chez les bivalves.
Une armoire thermostatique WTW TS 608/2-i. Les armoires thermostatiques servent à maintenir la température constante pour un grand nombre d’applications telles que :
- La détermination des valeurs de DBO5 à 20°C
- L’activité activité enzymatique a 25°C
- La détermination du nombre de germes (teneur bactérienne) à 37°C.
Un microscope électronique à balayage (MEB) HITACHI modèle TM3030. Cet équipement, le seul présent sur toute la Polynésie française, nous permet de réaliser des observations d’objets de différentes natures (organique et minérale), à haute résolution spatiale, allant d’un grossissement x 30 jusqu’à x 30 000. Cet instrument est complété par plusieurs appareils de préparation spécifiques d’échantillons, tels que :
- Un métaliseur évaporateur sous vide primaire QUORUM Technologies modèle Q150R ES. Cet équipement est indispensable pour la préparation des échantillons qui peuvent être métallisés à l’or ou recouvert au carbone.
- Un sécheur à point critique QUORUM Technologies modèle K850 destiné à la préparation des échantillons hydratés (e.g. tissus) et permettant de conserver la structure tridimensionnelle des cellules/tissus lors de la préparation.
- Une polisseuse STRUERS modèle LaboPol-30 pour effectuer un polissage précis de la surface des échantillons.
- Une scie diamantée haute précision BUEHLER modèle Isomet Low Speed Saw avec d’autres scies diamantées pour la découpe de haute précision des échantillons.
- Un stéréomicroscope LEICA modèle S6D. Ce microscope est équipé d’une caméra HD MC170 offrant la possibilité de réaliser des prises de vue à des grossissements allant de x 6.3 à x 40.
Un Four à moufle WITEG FP-03. Ce four, en capacité de monter jusqu’à 1000°C, est utilisé pour effectuer des tests de calcination et incinérer des échantillons organiques et inorganiques.
Une tamiseuse de laboratoire, combinée à un logiciel dédié à l’évaluation informatisée d’analyses granulométriques. Cet instrument permet une analyse fine des sédiments pour les recherches en biologie et en écologie marine.
Le plateau d’étude des microplastiques et des biomatériaux
Un calorimètre différentiel à balayage modèle DSC 25. Ce calorimètre est couplé à un système de refroidissement RCS 90 de chez TA instruments. Le calorimètre différentiel à balayage est utilisé pour la caractérisation physique des matériaux. Il permet de mesurer les différences d’échange de chaleur entre un échantillon et une référence. Il établit avec précision les températures de transition vitreuse, de fusion, de cristallisation ainsi que le taux de réticulation de certains polymères.
Un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier, Shimadzu IRSpirit. Le spectromètre à transformée de Fourier est utilisé ici pour la recherche de contaminants, l’identification de produits inconnus et à l’étude de polymères. Comme son nom l’indique, cette technique exploite le concept d’espace de Fourier ce qui permet de mesurer rapidement des spectres avec une excellente résolution et un bon rapport signal sur bruit. La spectroscopie par transformée de Fourier est la technique de choix pour mesurer un spectre infrarouge (de l’infrarouge lointain (100 cm−1) jusqu’à environ 10000 cm−1). Ce FTIR est couplé à une bibliothèque spécifique de plastiques.
Microscope à épifluorescence, (Olympus IX73) équipé avec une fluorescence tribande (DAPI (Ex 355-405 nm), FITC (Ex 453-483 nm), TRITC (Ex 540-575 nm). Ce microscope inversé constitue un moyen d’observation de particules plastiques marquées (ou fluorescentes). Il est équipé d’un appareil photo (DP74 Color Camera Olympus®).
Le plateau d’écologie terrestre
Une enceinte climatique est utilisée pour des programmes de restauration écologique et d’études de l’adaptation/plasticité des espèces par analyse de variations climatiques.
Le plateau de biologie
Les besoins en biologie cellulaire et moléculaire sont assurés grâce aux instruments suivants :
Un incubateur à CO2 et jaquette d’eau HEALFORCE HF 160W : L’incubateur à gaz est utilisé pour la culture cellulaire in vitro. Dans une étuve à CO2, la croissance cellulaire est assurée par une atmosphère aussi fidèle à la réalité que possible. Pour cela, la température, l’humidité et la teneur en CO2 doivent correspondre précisément aux exigences liées aux cultures cellulaires.
Un microscope LEICA DM2000 : Microscope d’une très grande qualité optique il offre d’excellentes images détaillées et un contraste appuyé. Les optiques de haute qualité révèlent clairement les structures cellulaires les plus fines facilitant ainsi l’identification. Cet instrument peut être connecté à un appareil photo CANON E0S 600D doté d’une résolution de 18 millions de pixels.
Un microscope inversé MOTIC AE30 : Ce microscope est spécialement utilisé pour observer des cellules vivantes ou des tissus en culture dans des boîtes de Petri ou des flacons de culture.
La plateforme de biologie moléculaire comprend :
- Deux thermocycleurs : un Thermo Scientific 5020 et un Eppendorf Mastercycle X50s pour la réalisation des PCR (amplification de l’ADN)
- Un spectrophotomètre Nanoready qui permet de doser l’ADN afin de s’assurer qu’il y a suffisamment d’ADN dans nos échantillons avant le séquençage.
- Une hotte à flux laminaire
- Un centrifugeuse
- Un combiné réfrigérateur/congélateur
- Un cabine UV
.. en construction
Cette plateforme est hébergée sur le Centre Ifremer du Pacifique (CIP) qui est localisé sur la presqu’ile de Tahiti. La plate-forme aquacole est utilisée au quotidien par les équipes de recherche ainsi que par des agents de la Direction des Ressources Marines (DRM) de Polynésie française, hébergés sur le site depuis une quarantaine d’années, ainsi que par des partenaires académique et privés. La gestion de cette plateforme est assurée par les personnels de l’Unité Ressources Marines en Polynésie Française (RMPF, partie prenante de l’UMR 241). Les membres de l’UMR 241 ont un accès privilégié à ces installations. Un soutien de l’équipe logistique du CIP permet d’entretenir les installations.
Cette plateforme comprend 5 plateaux :
- Production animale
- Plateau analytique
- Pathologie expérimentale
- Ecophysiologie
- Moyens à la mer
Equipements & moyens matériels
Le plateau production animale est une plateforme composée de 4 bâtiments, un bassin extérieur et une concession marine de 1,5 hectare dédiés à nos essais de développement pour toute une série d’espèces d’intérêt aquacole (mollusques bivalves, échinodermes, poissons). Ces infrastructures nous permettent de développer et mettre au point les itinéraires zootechniques (conditionnement des géniteurs, salle d’algues, reproduction, nurserie, pré-grossissement et grossissement).
Le plateau analytique, co-piloté par l’Ifremer et la DRM, est équipé de chaines complètes d’analyse en histologie (automate d’inclusion paraffine, microtome, automate de coloration), biochimie (activités enzymatiques), biologie moléculaire (automate extraction acides nucléiques, PCR et PCR quantitatives, qualités des acides nucléiques) et biologie cellulaire (microscopie).
Le plateau de pathologie expérimentale est composée d’un laboratoire de microbiologie pour l’identification des agents pathogènes et leur mise en culture pour des essais d’infection expérimentale. Cette plateforme comprend une salle d’infection expérimentale avec un système de récupération des effluents pour traitement avant rejet. Dans cet ensemble, une mini salle d’algues permet de faire des essais de mise en culture de microalgues.
La plateforme écophysiologie est constituée de salles équipées de bacs expérimentaux en environnement contrôlé (T°C, nourriture, pH) et de systèmes de mesures métaboliques.
Le plateau moyen à la mer est composé d’un bateau et des équipements dédiés à la plongée scientifique.
Le Laboratoire de spectroscopie de l’UPF dispose :
- d’un Spectrophotomètre UV-visible ;
- d’un Spectrophotomètre Infra-Rouge à Transformation de Fourrier ;
- d’un Chromatographe liquide haute performance équipée d’un détecteur à barrettes de diodes et d’un détecteur à diffusion de lumière ;
Ces trois appareillages sont utilisés pour la quantification et l’identification de molécules pures et/ou de mélange de composés organiques. Ces analyses sont réalisées soit avec des extraits en solution liquide (UV-visible, IR, HPLC), soit à partir d’extraits en solution solide (IR).
La plateforme de microscopie électronique à balayage de l’UPF est équipée de plusieurs appareils permettant de réaliser des préparations spécifiques et d’observer à haute résolution spatiale des échantillons de natures variées (ex : coquilles de mollusques et de squelettes de coraux, macro-algues, poissons). La plateforme possède :
- un microscope électronique à balayage (MEB) HITACHI modèle TM3030: observations à forts grossissements (x30 à x 20 000) d’objets de différentes natures,
- un stéréomicroscope LEICA modèle S6D équipée d’une caméra HD MC170: observation des échantillons (grossissement de x6.3 à x40 et prises de vue),
- un métalliseur évaporateur sous vide primaire QUORUM Technologies modèle Q150R ES : équipement pour la préparation des échantillons, la métallisation à l’or ou recouvrement au carbone,
- un sécheur à point critique QUORUM Technologies modèle K850: préparation des échantillons hydratés (ex : tissus) permettant de conserver la structure tridimensionnelle lors de la préparation,
- une polisseuseSTRUERS modèle LaboPol-30 : polissage de précision de la surface des échantillons,
- une scie diamantée haute précision BUEHLER modèle Isomet Low Speed Saw avec différentes scies diamantées : découpes de haute précision des échantillons.
- et d’un congélateur à -80°C utilisé pour la conservation d’extraits issus de substances naturelles polynésiennes, de composés standards purs, d’enzymes et de cellules.
La plateforme chimie de l’UMR SECOPOL est hébergée au sein du centre de recherche de l’Université de la Polynésie Française, dans la commune de Punaauia. Elle offre l’accès à divers plateaux techniques dédiés principalement à l’extraction et la purification des métabolites secondaires d’intérêt biologique présents dans les substances naturelles terrestres et marine.
Cette plateforme se compose de 5 plateaux techniques :
- Plateau « Préparation des échantillons »
- Plateau technique d’éco-extraction
- Plateau de techniques de purification des extraits
- Plateau analytique
- Plateau dédié aux tests biologiques
Equipements et moyens matériels
- Le Plateau « Préparation des échantillons» se compose d’une étuve pour le séchage contrôlé des échantillons collectés (terrestres ou marins), d’un lyophilisateur pour la déshydratation douce des échantillons sensibles et d’un broyeur permettant la réduction granulométrique homogène du matériel. Ce plateau offre un environnement idéal pour la préparation et la conservation des échantillons dans des conditions optimales.
Le Plateau technique d’éco-extraction est dédié aux procédés durables et innovants. En plus des techniques d’extractions classiques (macération, décantation, liquide-solide…), le plateau équipé d’un extracteur assisté par ultrasons de laboratoire d’une capacité de 1 litre, idéal pour les études préliminaires, ainsi qu’un modèle pilote de 40 litres, adapté aux productions à plus grande échelle. Ces équipements permettent d’optimiser l’extraction des composés bioactifs en réduisant l’utilisation de solvants et en minimisant l’impact environnemental.
- Le Plateau de technique de purification des extraits est équipé d’un système de chromatographie basse pression, d’un système de chromatographie flash (CombiFlash) pour une séparation rapide et efficace des composés, ainsi que d’une chromatographie liquide semi-préparative permettant une purification à haute résolution. Ces équipements assurent une purification précise des molécules d’intérêt, essentielle pour les études approfondies et la valorisation des extraits complexes.
- Le Plateau analytique est spécialement conçu pour l’analyse précise des composés isolés. Il comprend une balance de précision pour des pesées ultra-fines, une HPLC analytique couplée à un détecteur UV-visible-ELSD pour l’identification et la quantification des molécules, ainsi qu’un spectrophotomètre infrarouge permettant la caractérisation structurale des composés. Cet ensemble d’équipements garantit une analyse fiable et détaillée, adaptée aux exigences de la chimie analytique.
- Le Plateau dédié aux tests biologiques est équipé d’un lecteur de microplaques performant, permettant l’évaluation rapide et précise des activités enzymatiques et des interactions moléculaires. Ce dispositif est idéal pour les études cinétiques, le criblage de composés bioactifs et l’analyse quantitative dans un environnement contrôlé et reproductible.
