Séminaire du Groupe N2IS Optofluidique, sciences

Séminaire du Groupe N2IS
Optofluidique, sciences séparatives et microfluidique diphasique sur puce Le 15 Novembre 2012 à 13h30
Intervenant
Sébastien MEANCE LAAS-­‐CNRS, Toulouse
Lieu
LAAS-CNRS - Salle Moore
7 avenue du Colonel Roche
31077 TOULOUSE Cedex 4
Résumé
La manipulation de fluides dans des canaux de dimensions micro et nanométriques a permis
d’influencer et de rapprocher différentes disciplines scientifiques parfois jusque là éloignées. Nouvel arrivant
dans l’équipe N2IS, je présenterai dans ce contexte mes travaux dans plusieurs thématiques liées à la
microfluidique.
Thèse : Miniaturisation et intégration optofluidique : vers une nouvelle source électrochimiluminescente
autonome
Depuis que l’optofluidique a été́ introduite au début des années 2000, beaucoup de dispositifs
combinant à la fois l’optique et la microfluidique ont été́ développés exploitant de nombreuses voies originales
pour l’analyse biologique et pour le diagnostic médical [1]. Néanmoins, la plupart d’entre eux nécessitent une
source de pompage optique externe devant être couplée aux puces microfluidiques.
Le but de ce travail était d’augmenter l’autonomie et la portabilité́ des systèmes optofluidiques en
intégrant directement la source lumineuse sur les puces. Dans ce contexte, nous avons donc étudié́
l’électrochimiluminescence, comme une méthode alternative de pompage électrique, l’annihilation du
luminophore 9,10-Diphenylanthracene permettant d’obtenir une faible longueur d’onde d’émission dans le
domaine du visible. Nous avons montré dans ces travaux, la réalisation d’un circuit optofluidique intégrant la
source lumineuse électrochimiluminescente. Les résultats obtenus ont permis de démontrer la compatibilité́ de
cette approche innovante de pompage électrique au sein de dispositifs optofluidiques [2].
Post-doc : de l’électrophorèse sur puce au transistor microfluidique
La séparation sous champ électrique apparait comme l’une des voies privilégiées pour analyser des
biomolécules sur puce. En effet, selon leurs mobilités qui dépend de la taille et de la charge des molécules,
celles-ci vont migrer à différentes vitesses.
Certaines entreprises commercialisent déjà̀ des dispositifs microfluidiques pour l’électrophorèse.
Cependant, le pouvoir de résolution de telles puces est souvent inférieur à celui des techniques capillaires
traditionnelles. Dans ces puces ou capillaires, la haute résolution ne peut être obtenue qu’en contrôlant le flux
électroosmotique à une valeur optimale qui dépend de la nature des analytes.
L’objectif de ce projet est d’élaborer un dispositif microfluidique de séparation intégrant des interfaces
polarisables sur la surface interne des microcanaux. Ces interfaces permettent d’ajuster l’amplitude du flux
électroosmotique au sein d’un canal de séparation indépendamment des conditions d’analyse et du traitement de
surface du dispositif [3, 4].
Post-doc : génération microfluidique de micro et nano bulles pour l'acoustique
La production, la détection et la caractérisation de micro et nano bulles (0.1-100µm) mono disperses
peut être importante dans diverses situations [5, 6]. Dans le domaine médical, on peut citer l'élaboration et la
caractérisation des agents de contraste ultrasonores, la prévention des embolies cardiaques ou pulmonaires ou
encore des accidents de décompression. Dans le contexte industriel, des préoccupations spécifiques face à la
présence de microbulles dans du sodium liquide qui sollicite le processus de contrôle par ultrasons peut avoir des
conséquences éventuellement lourdes pour la sécurité. L'objectif général du projet vise à développer de
nouvelles technologies basées sur l’acoustique afin d'améliorer la caractérisation des bulles.
[1] C Monat, P Domachuk, and BJ Eggleton. Integrated optofluidics : A new river of light. Nature Photonics,
1(2) : 106–114, 2007.
[2] S Méance, K Papin, J Gamby, G Aubry, Q Kou, and AM Haghiri-Gosnet. An integrated on chip organic
optical source based on electrochemiluminescence. Microelectronic Engineering, 88(8), 2011.
[3] A Plecis, J Tazid, A Pallandre, P Martinhon, C Deslouis, Y Chen, A-M Haghiri-Gosnet. Flow field effect
transistors with polarisable interface for EOF tunable microfluidic separation devices. Lab on a Chip, 10(10),
2010.
[4] S Méance, A Plecis, S Chebil, S Korchane, A Pallandre, A-M Haghiri-Gosnet, Flow field effect transistor
with polarisable interface for enhanced sample sorting in MICRO-TAS. µTAS 2012 Okinawa.
[5] Capillary Filling in Closed-End Nanochannels. V.-N. Phan, N.-T. Nguyen, C. Yang, P. Joseph, L. Djeghlaf,
D. Bourrier, A.-M. Gué, Langmuir 26(16), 13251–13255 (2010).
[6] Nanofluidic Devices and Their Potentiel Applications. P. Abgrall, A. Bancaud, P. Joseph, in “Microfluidic
Devices in Nanotechnology: Fundamental Concepts”, Nanotechnologies for Life Science, ed. Challa S. Kumar,
Wiley, ISBN: 978-0-470-47227-9 (2010).