Recherche Avancée

Thèse soutenue

Développement de microsystèmes EWOD sur surfaces hydrophobes et superhydrophobes : application à la spectrométrie de masse

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Auteur / Autrice : Nicolas Verplanck
Direction : Jean-Christophe Camart, Vincent Thomy
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Micro-ondes et microtechnologies
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans le contexte du développement des laboratoires sur puce. La principale application visée au cours de cette thèse concerne la spectrométrie de masse. Nous avons opté pour une microfluidique discrète par électromouillage sur diélectrique (EWOO). Le premier prototype réalisé est un microsystème comportant deux plans hydrophobes (base et capot) et dédié à l'analyse MALDI. Le déplacement d'un mélange de peptides et d'une goutte de matrice a permis d'effectuer une analyse MALDI. Le second prototype, original, a consisté à réaliser un capot en silicium nanostructuré, permettant de réaliser une analyse par Désorption/lonisation sur nanostructures (DIOS). Cette technique présente comme intérêts, contrairement à l'analyse MALDI, de s'affranchir de la matrice et d'annuler le bruit pour les basses masses. De plus, traitées hydrophobes, ces surfaces nanostructurées présentent un caractère superhydrophobe. L'ensemble des opérations microfluidiques élémentaires ainsi que l'analyse biologique ont été validées. Enfin, l'électromouillage sur des surfaces superhydrophobes, a été étudié. Les meilleurs résultats de la littérature font état d'une relaxation partielle de la goutte. Nous avons pu nous placer à l'état de l'art en réalisant le premier effet EWOO totalement réversible (angle de contact variant de 161° à 134° @ 150 V TRMS) sur surfaces superhydrophobes (nanofils de silicium obtenus par croissance). Nous présentons une interprétation du phénomène ainsi que les premiers éléments d'un modèle théorique. En parallèle, un premier microsystème dédié à la culture de cellules en goutte ainsi qu'un cache (breveté) en silicium pour imagerie MALDI ont été développés.