Conception et validation d'une ''puce patch-clamp'' en silicium pour paralléliser et automatiser les mesures électriques sur cellules individualisées

Conception and validation of a silicon ''patch-clamp-chip'' dedicated to parallelized and automated measurements on individual linving cells

• Auteur / Autrice : Thomas Sordel
• Direction : Michel Labeau, Nathalie Picollet-D'Hahan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique pour les sciences du vivant
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Canaux potassiques

Patch-clamp, Technique du

Mots clés libres

Puce silicium

Résumé

Les travaux pluridisciplinaires présentés ont trait au développement d'une puce patch-damp en silicium destinée à être intégrée dans un automate. Elle permet d'envisager la parallélisation des mesures de courants ioniques sur cellules individualisées. Dans un premier temps, nous avons élaboré un démonstrateur de laboratoire permettant de tester les puces et démontrer leur potentiel pour l'enregistrement des courants ioniques. Nous avons ensuite procédé à l'amélioration de la sensibilité et des performances de la puce en silicium en optimisant l'interaction de la cellule avec les paramètres géométriques et physico-chimiques de la puce et en réduisant la capacité de la puce à environ 20 pF. Cette démarche a permis de concevoir une puce offrant 80% de scellements exploitables et les validations électrophysiologiques présentées (notamment sur des canaux hERG) témoignent de la robustesse, de la fiabilité et de la sensibilité du système.

The multidisciplinary work presented here, concems the development of silicon patch-clamp chip dedicated to be integrated into an automat. It allows parallelizing measurements of Ionie currents on living cells as needed by pharmaceutical companies. First, we have made a device allowing us to test our silicon ehip and to demonstrate its ability to record ionic eurrents. Then, we have proceded to optimize the chip sensitivity and performances by optimizing the interaction between the cell and geometrical and physicochemical parameters of the chips and by reducing the chip capacitance to 20 pF. Thanks to this method, we have designed a chip leading to more than 80 % of seals usable for whole-cell recordings and electrophysiological experiments presented in this study (espedally on hERG channels) reveal the robustness, the reliability and the sensitivity of the device.