Développement d'outils microfluidiques pour des applications biologiques

Abstract

Cette thèse traite le développement de dispositifs, basés sur la technologie "laboratoire sur puce"(LOC) qui visent à contrôler l'environnement des systèmes biologiques pour des applications macro et microbiologiques. En effet, les caractéristiques de la microfluidique permettent de manipuler l'environnement cellulaire à un niveau supérieur à celui du degré de contrôle atteignable avec les techniques ordinaires. Dans ce travail de thèse sera explorée la possibilité de profiter de ces fonctions afin de développer des outils de diagnostic peu coûteux et pourtant efficaces. En particulier, on rapporte le développement de systèmes microfluidiques permettant une perfusion des médias fluide et rapide, ainsi qu'une plateforme LOC capable de réaliser des PCRq hautement multiplexes. Au sujet des systèmes de perfusion, le but était d'obtenir une substitution du médium entourant les particules afin d'augmenter les capacités de séparation des modules de tri microfluidiques couplés. L'efficacité de notre approche a été validée par les hauts taux de séparation obtenus (>90%) avec l'utilisation de notre système de perfusion microfluidique couplé à une puce d'acoustophorèse. De plus, nous avons conçu et développé un système de thermalisation microfluidique capable d'opérer des changements de température en moins de 1s. Plus spécifiquement, cette plateforme exploite l'échange de chaleur entre un liquide de thermalisation qui circule dans une puce microfluidique et l'échantillon. Ces performances de thermalisation, et le rapport surface/volume élevé typique des appareils microfluidiques, ont permis d'effectuer 50 cycles de PCRq et l'analyse de courbe de fusion en moins de dix minutes.