Etude et développement d'une plateforme microfluidique dédiée à des applications biologiques : intégration d'un actionneur magnétique sur substrat souple

par Rémy Fulcrand

Thèse de doctorat en Conception des circuits microélectroniques et microsystèmes (CCMM)

Sous la direction de Anne-Marie Gué et de Ali Boukabache.

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les mutations profondes observées au cours des vingt-cinq dernières années dans le monde de l'électronique ont actuellement cours en biologie, en partie grâce aux biotechnologies. Le concept communément appelé "laboratoire sur puce" (Lab-On-Chips, LOC) doit son essor à l'effort considérable qui a été mené en matière de développement des technologies de micro-fabrication. Le nombre d'outils technologiques disponibles actuellement pour la fabrication de réseaux microfluidiques est important mais la réalisation de systèmes complexes tridimensionnels reste encore un challenge. Le développement des micro- et nanotechnologies à de nouveaux matériaux comme les polymères, et en particulier la SU-8, a permis d'ouvrir la voie à une intégration plus élaborée telle que nous la présentons dans ce travail de thèse. Nous y exposons la démarche et les détails d'une approche consistant en la conception, la modélisation et la fabrication de dispositifs d'actionnement magnétique intégrés au sein de réseaux microfluidique en SU-8 pour la manipulation de billes magnétiques ; le tout étant élaboré sur un substrat souple de type PET. Le développement des outils de caractérisations des systèmes réalisés a également été présenté. Ils ont permis la mise en place d'un protocole expérimental visant à évaluer et quantifier les différents paramètres électriques, thermiques, fluidiques et magnétiques concourant à obtenir un dispositif LOC efficient dans la circulation de fluides, le piégeage de billes magnétiques, leur transfert d'une zone à un autre et leur orientation guidée vers des canaux privilégiés.

  • Titre traduit

    Study and development of a microfluidic platform dedicated to biological applications : integration of a magnetic actuator on a flexible substrate


  • Résumé

    The profound changes observed over the last twenty five years in the electronics world currently haves courses in biology, partly thanks to biotechnology. The concept commonly called "lab-on-chip" (LOC) owes its growth to the considerable effort that has been conducted on technology development of micro-fabrication. The number of technological tools currently available for the manufacture of microfluidic networks is important but the realization of complex three-dimensional systems remains a challenge. The development of micro and nanotechnology for new materials such as polymers, and especially the SU-8, opened the way for more sophisticated integration as we present it in this work. We expose the details of an approach in the design, modeling and fabrication of magnetic actuators integrated into SU-8 microfluidic networks for magnetic beads handling; all being developed on a flexible substrate of PET. The development of characterizations tools systems was also presented. They permit the establishment of an experimental protocol to assess and quantify the different electrical, thermal, fluidic and magnetic parameters contributing to obtain a LOC device in the efficient movement of fluids, trapping of magnetic balls, transfer of one area to another and to their orientation through preferred channels.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (185 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-185

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009TOU30222
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