Equipe Micro/Nanofluidique UMR 8520 “NANOPOMPE SAW DÉDIÉE À LA MICROFLUIDIQUE DISCRÈTE POUR APPLICATIONS BIOLOGIQUES” 1 Alan RENAUDIN IEMN CNRS UMR 8520 Equipe Micro/Nanofluidique JNRDM 9-12/05/2005

Analyse sur Lab-On-Chip 1 La microélectronique

Plan général Transport de liquide et Lab-On-Chip Principe de déplacement SAW Onde acoustique de surface Opérations fluidiques de base Applications biologiques: analyses en fluorescence 1

Maîtrise des fluides... 1 L’Homme a toujours essayé de «domestiquer» les écoulements fluidiques de manière utile…

Maîtrise des fluides... Transport continu Transport discret 1 Transport discret … et à des échelles plus petites, qui nous sont quotidiennes.

Principe SAW: déplacement de goutte Transducteur liquide Substrat piézoélectrique Onde Acoustique de Surface (SAW) 1 A. Wixforth, C. Strobl, C. Gauer, “ Acoustical manbipulation iof small droplets ”, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 6/2004.

Principe SAW: Génération F0 SAW 1 Substrat piézoélectrique (Niobate de Lithium)

Principe SAW: Peignes interdigités V: vitesse de propagation de l’onde dans le substrat F0 : fréquence de résonance = F 1 2d Au

« Ondes » SAW 1

Opérations fluidiques de bases Déplacement 2D avec traitement hydrophobe Après traitement 1 LiNbO3 brut

Opérations fluidiques de bases Déplacement 2D avec traitement hydrophobe 6 cm (Vol = 1 µL; P = 28 dBm) Dépôt hydrophobe d’OTS Après traitement 1 LiNbO3 brut (Vol=2 µL; P = 27,5 dBm)

Opérations fluidiques de bases Déplacement 2D + mélange et parrallèlisation 1 Vol = 1 µL P = 30 dBm

Opérations fluidiques de bases Jet de liquide: Splitting et création de gouttes θR # 25°? Jet d’eau 1 θR= Arcsin (Vliquide / Vsubstrat)

Opérations fluidiques de bases Jet de liquide: Splitting et création de gouttes θR # 25° Jet d’eau 1 θR= Arcsin (Vliquide / Vsubstrat)

Opérations fluidiques de bases Jet de liquide: Splitting et création de gouttes 1

Opérations fluidiques de bases Jet de liquide: Splitting et création de gouttes Création de gouttes filles Splitting 1

Opérations fluidiques de bases Miniaturisation: Nanogoutte… Vol # 0.2 nl IDT 90µm Splitting de nanogoutte Création de nanogouttes filles 1

Opérations fluidiques de bases Contrôle de la température de la goutte 1

Opérations fluidiques de bases Contrôle de température de la goutte Evolution de la température d’une goutte (5µl) soumise à un signal en pulse RF pour trois valeurs de T0/T (T= 10 ms) 1

Application biologique: Analyse en fluorescence Déplacement sur zones fonctionnalisées: système capoté 1 Zone Biologiquement traitée

Application biologique: Analyse en fluorescence Déplacement sur zones fonctionnalisées: système capoté Zone Biologiquement traitée Microgoutte 1

Application biologique: Analyse en fluorescence Zones fonctionnalisées: greffage de Streptavidine sur zones de SiO2 visualisée en fluorescence 100 µm OTS Streptavidin 1

Application biologique: Analyse en fluorescence 1 A. Wixforth, C. Strobl, C. Gauer, “ Acoustical manbipulation iof small droplets ”, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 6/2004.

Conclusion Avantages du système SAW: Réalisation technologique simple Pas de contact électrodes/échantillon Déplacement de liquides conducteurs et non-conducteurs Volumes et Systèmes miniaturisables 1

Conclusion Avantages du système SAW Faisabilité d’une microfluidique discrète par SAW: Maîtrise du déplacement 1D et 2D Réalisation de mélanges Création/scission de gouttes Passage sur zones fonctionnalisées 1

Conclusion Avantages du système SAW Faisabilité d’une microfluidique discrète par SAW 1 Possibilité de réalisation du Lab-On-Chip SAW pour application biologique du type greffage

Merci de votre Attention! UMR 8520 “NANOPOMPE SAW DÉDIÉE À LA MICROFLUIDIQUE DISCRÈTE POUR APPLICATIONS BIOLOGIQUES” Merci de votre Attention! 1 Alan RENAUDIN IEMN www.iemn.univ-lille1.fr/sites_perso/microflu/index.html

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