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P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS1 développement et caractérisation de microtechnologies polymères monolithiques pour les laboratoires sur puces.

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1 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS1 développement et caractérisation de microtechnologies polymères monolithiques pour les laboratoires sur puces

2 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS2 le concept de lab-on-a-chip 1. microfluidique ré-introduit au début des années 90 par A. Manz: intégrer les différentes fonctions d’un laboratoire sur une puce (déplacer, mélanger, chauffer des fluides, séparer, détecter des espèces etc…) fabrication en masse de mini laboratoires à bas coût, utilisations de plus petits volumes de produits chimiques (onéreux, polluants, rares), réactions plus rapides, automatisation, parallèlisation, …  bref, diminution du prix de l’analyse! besoin de coupler les microsystèmes traditionnels (électronique, capteurs, résistances chauffantes, vannes, pompes, …) à de la micro plomberie  microsystèmes hybrides avec une partie microfluidique polymère laboratoire industriel de chimie (1915)laboratoire sur puce (Toulouse )

3 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS3 un exemple de réplication : le coulage du PDMS moule négatif coulage du PDMS démoulage et ouverture des accès report sur un support (silicium, verre, PDMS, circuit imprimé, …) procédé de moulage (coulage, injection, emboutissage, thermoformage) -procédé simple, rapide, bas coût -backprocessing (ouverture des accès, assemblage, alignement) difficile master Si/SU-8 puce PDMS pour l’électrophorèse section de canal 100x100µm 2. microtechnologies

4 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS4 technologies SU-8 (1/3) La SU-8 : un nouveau matériau de construction pour des micro-objets… - résine de photolithographie avec une absorbance très faible à 365nm : structures d’une hauteur du µm au mm avec des ratio de forme de 20 - biocompatible et très résistante chimiquement - report de couches de SU-8 - couches sacrificielles épaisses (10 à 100µm) challenge: fermer des structures SU-8 ouvertes avec de la SU-8 OUI NON spin-coating 2ème niveau 2. microtechnologies plus de problème d’alignement!

5 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS5 SU-8 et usinage de surface (2/3) support mécanique - SU-8 non-réticulé : couche sacrificielle de grande épaisseur avec un grand ratio de forme - procédé ne convenant pas pour la réalisation de microcanaux de plus d’un mm de long mais opérationnel pour d’autres microstructures réservoir d’accès à un microcanal interface SU-8 non-réticulé/air SU-8 non-réticulé SU-8 réticulé métal (opaque) photolithographie SU-8 niveaux 1 et 2 évaporation et photolithographie métal photolithographie SU-8 niveaux 3 révélation SU-8 et gravure humide métal 2. microtechnologies

6 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS6 lamination de film photosensible de SU-8 (3/3) support mécanique SU-8 non-réticulé SU-8 réticulé support flexible métal photolithographie SU-8 niveau 1 et 2 (métallisations éventuelles) lamination support flexible/SU-8 photosensible insolation, recuit, délamination du support flexible et révélation réseau 3D de microcanalisations interconnectées 40x100µm - intégration 3D avec la précision de la photolithographie - intégration d’électrodes triviale - applicables à d’autres structures MEMS 2. microtechnologies

7 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS7 encore quelques images … 2. microtechnologies fermeture de structures larges mauvais paramètres … exemple de puce d’électrophorèse sur substrat verre (10cm x 3cm) puce tout SU-8 : microfluidique flexible

8 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS8 visualisation d’une fonction : l’injecteur électrocinétique 3. Caractérisations haute tension (8x3000V) A traceurs fluorescents micro canal microscope à fluorescence Caméra CCD PC pousse seringue injection à potentiels contrôlés injection à potentiels flottants 1 2 fluoresceine acriflavine

9 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS9 4. Conclusions et perspectives - nouvelle voie technologique pour la fabrication de réseaux microfluidiques 3D - caractérisations hydrauliques, électrocinétiques, fonctionnelles en cours … -intégration vers un microsystème complet -test de fonctions séparatives -modification des propriétés physico-chimiques de la SU-8 -nouvelles fonctions en 3D ?

10 P. Abgrall – groupe MIS – LAAS/CNRS10 Questions ???


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