A novel microfluidic concept for bioanalysis using controlled recirculating flows

Le sujet de cette thèse concerne l'étude de micro-flux recircultatoire ou micro-vortex contrôlés générés sur dans des microsystèmes destinés à des applications bio analytiques. Ce travail à visé prioritairement fondamentale sur la formation des micro-vortex contrôlés a permis de développer un outil unique, flexible et alternatif aux méthodes d'analyses chimique et biologique conventionnelles. La première partie de cette thèse présente l'étude fondamentale des micro-vortex contrôlés. Ces micro-vortex sont générés par l'opposition d'un flux de pression hydrostatique à un flux de pression electro-osmotique associé à une géométrie de microcanaux particulière. Cette dernière consiste en une succession d'éléments convergent et divergent où se forment précisément les micro-vortex. Une étude analytique et numérique qui tiennent en compte les forces en jeu et la géométrie démontre que ces micro-vortex peuvent être formés, annulés ou simplement modulés en variant soit le champ électrique soit la pression hydrostatique. Ces modèles permettent aussi de prédire l'apparition de micro-vortex. Il a été notamment remarquer que ces micro-vortex peuvent être utilisés pour capturer, concentrer et mixer toute biomolécules possédant une mobilité électrique apparente. La constante d'affinité de la réaction hétérogène entre des microsphères porteurs de sites streptavidine et de la biotine a été déterminées. Les microsphères sont d'abord capturés à l'aide des micro-vortex pour ensuite être séquentiellement traversés par différent réactifs. De manière similaire, des larges molécules d'ADN ont pu être capturées, préconcentrées et relâchées à l'aide des micro-vortex sans boucher les micro-canaux démontrant un certain potentiel pour l'extraction d'ADN.

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel : 2003 ; 1734