Copyright © 2000-2015 LHERBAUDIERE	4 pages à l'impression			version initiale 2002
	INFORMATION				dernière mise à jour 17 mai 2013

Un peu de prospective

le concept lab on a chip			en guise d'introduction
l'analyseur de Micronics			une "carte de crédit"
un système de chip magnétique			un projet bien avancé
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introduction

Dans le module capteurs un gros chapitre traite des tendances technologiques et nous y avons introduit le concept de nanotechnologie et l'exploitation des polymères microgravés et laminés destinés à réaliser ce qu'on appelle "lab on a chip" c'est à dire un analyseur de dimension extrêmement réduite, souvent à usage unique et capable de réaliser un certain type d'analyse chimique ou biochimique en un temps record.

Les applications médicales potentielles d'un tel concept sont évidemment nombreuses et l'on peut identifier plusieurs intérêts à ce genre de système : en premier lieu l'usage unique rendu possible par un coût de production très bas (moins de 1 euro) garantit la qualité de la mesure, le système ne pouvant être pollué par un usage antérieur. La mise en oeuvre est élémentaire et l'on peut imaginer l'emploi par le patient lui-même (ce que font déjà les diabétiques mais avec des dispositifs sensiblement moins pratiques) en analyse de routine ou par le praticien en temps réel pour réaliser un diagnostic en moins de deux minutes (ce qui est évidemment plus efficace que la classique prise de sang dont les résultats ne sont parfois connus que 3 ou 4 jours plus tard ce qui est excessif et préjudiciable pour le patient). Enfin le coût dérisoire de l'analyse ne grèvera pas trop le budget de la sécurité sociale.

Divers principes sont en cours de finalisation actuellement, tous sont basés sur la micro-séparation de certaines molécules significatives dans un réseau de micro-canaux sous l'effet d'un principe excitateur physico-chimique adapté. On peut ainsi ne prélever qu'une simple goutte de sang (pour une analyse sanguine), de salive ou d'urine éventuellement. On peut identifier le taux de glucose voire faire une analyse d'ADN très rapidement avec un tel système.

microanalyseur Micronics

Nous rappelons ci-dessous le principe du microanalyseur sous forme de carte de crédit de Micronics

...

L'idée est de réaliser des microcanaux dans lesquels le liquide à analyser va naturellement se déplacer selon un écoulement laminaire lequel va conduire par diffusion à une séparation des constituants en ligne. Dans chaque film laminé on va donc avoir gravé un microcanal, une chambre de réaction et d'analyse. On comprendra que certains films n'auront qu'un rôle mécanique tandis que d'autres joueront un rôle de microréactif localisé. On obtient un dispositif, jetable à usage unique, équivalent aux colonnes traditionnelles de séparation mais ne comportant aucune pièce en mouvement, adapté aux microquantités et permettant une analyse très rapide. Notons que de 15000 à 75000 systèmes de ce type selon leur complexité peuvent être fabriqués à la minute dans les installations de Micronics ce qui induit des coûts unitaires dérisoires.

système à réseau de bulles magnétiques

L'analyseur de Micronics est basé sur les phénomènes de diffusion différentielle.

Une équipe de l'Université de Floride (FSU) autour du Pr Thomas Fischer (photo) a développé un autre principe pour activer la séparation de certains constituants en exploitant un champ magnétique oscillatoire à très basse fréquence.

L'idée est de déposer la gouttelette de sang sur un microchip comportant en surface un réseau de microbulles magnétiques et, en pilotant les oscillations magnétiques, on va voir certaines particules du composé sanguin s'aligner en certains points du circuit ce qui va permettre les comptages et l'identification.

Les constituants du sang sont généralement des molécules de type paramagnétique de structure assez complexe et le champ magnétique externe va donc propulser ces molécules sur des orbites autour des bulles magnétiques et/ou les faire diffuser dans le réseau de bulles ce qui se traduit par des ruptures de symétrie et in fine des alignements spécifiques.

Le circuit magnétique en surface du chip est constitué de bulles magnétiques (comme les mémoires à bulles) et via le système de commutation va effectivement guider les microparticules en fonction de leur structure et permettre ainsi d'identifier la pathologie dont souffre le patient. La compagnie Siemens Medical Solutions semble d'ores et déjà très intéressée à développer ce principe en vue de sa commercialisation.

Pietro Tierno, Tom H. Johansen and Thomas M. Fischer, Localized and Delocalized Motion of Colloidal Particles on a Magnetic Bubble Lattice, Phys. Rev. Lett. 99, 038303 (2007)

Robert Mehalso, The Microsystems Road in the USA, MST News, september 2002, pp6-8 (news0402_1.pdf)