Un nouveau procédé révolutionne la fabrication microfluidique

L'impression couleur structurelle crée de nouvelles voies pour les diagnostics médicaux et les capteurs miniaturisés

26.05.2022 - Japon

Les dispositifs microfluidiques utilisent de minuscules espaces pour manipuler de très petites quantités de liquides et de gaz en tirant parti des propriétés qu'ils présentent à l'échelle microscopique. Ils ont démontré leur utilité dans des applications allant de l'impression à jet d'encre à l'analyse chimique et présentent un grand potentiel en médecine personnelle, où ils peuvent miniaturiser de nombreux tests qui nécessitent aujourd'hui un laboratoire complet, ce qui leur vaut le nom de "laboratoire sur puce".

Les chercheurs de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) de l'université de Kyoto ont abordé la fabrication microfluidique sous un angle nouveau et ont mis au point un processus innovant permettant de fabriquer des dispositifs dotés de propriétés et d'avantages distinctifs.

Une description du nouveau processus créé par le Dr Detao Qin de l'équipe Pureosity de l'iCeMS, dirigée par le professeur Easan Sivaniah, est publiée dans Nature Communications.

Jusqu'à présent, pour fabriquer des dispositifs dotés de canaux microfluidiques, il fallait les assembler à partir de plusieurs composants, ce qui introduisait des points de défaillance possibles. Le procédé de l'équipe Pureosity ne nécessite aucun assemblage de ce type. Au lieu de cela, elle utilise des polymères communs sensibilisés à la lumière et des sources de lumière micro-LED pour créer des canaux fermés, poreux et à haute résolution, capables de transporter des solutions aqueuses et de séparer de petites biomolécules les unes des autres, grâce à une nouvelle technique de photolithographie.

Le dernier développement de l'équipe Pureosity s'appuie sur leur technologie de microfibrillation organisée (OM), un procédé d'impression qui a déjà été publié dans Nature (2019). En raison d'une caractéristique unique du processus OM, les canaux microfluidiques affichent une couleur structurelle qui est liée à la taille des pores. Cette corrélation lie également le débit à la couleur.

"Nous voyons un grand potentiel dans ce nouveau procédé", déclare le professeur Sivaniah. "Nous le voyons comme une plateforme entièrement nouvelle pour la technologie microfluidique, non seulement pour les diagnostics personnels, mais aussi pour les capteurs et les détecteurs miniaturisés."

Les dispositifs microfluidiques sont déjà utilisés dans le domaine biomédical dans les diagnostics au point de service pour analyser l'ADN et les protéines. À l'avenir, ces dispositifs pourraient permettre aux patients de surveiller leurs marqueurs de santé vitaux en portant simplement un petit patch, afin que les prestataires de soins puissent réagir immédiatement aux symptômes dangereux.

"Il était passionnant d'utiliser enfin notre technologie pour des applications biomédicales", déclare le professeur adjoint Masateru Ito, coauteur de l'article actuel. "Nous n'en sommes qu'aux premières étapes, mais il est encourageant de constater que des biomolécules pertinentes, telles que l'insuline et la protéine d'enveloppe du SRAS-COV2, étaient compatibles avec nos canaux. Je pense que les dispositifs de diagnostic représentent un avenir prometteur pour cette technologie."

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