Conception de BioMEMS assistée par plasma froid : nouvelles approches

par Kalim Belhacene

Thèse de doctorat en Micro et Nanotechnologie, Acoustique et Télécommunication

Sous la direction de Philippe Supiot et de Rénato Froidevaux.


  • Résumé

    La micro et la nanotechnologie a créé un bouleversement dans beaucoup de domaine tel que l’industrie ou la recherche. Pour la recherche, les enjeux économiques (quantité) et écologiques (déchets, risques chimiques) vont directement dans le sens de cette miniaturisation pour l’obtention de procédé sûr, propre et moins couteux. Cette thèse présente la mise en place d’un nouveau procédé de conception de BioMEMS assistée par plasma froid. L’objectif est le développement d’un microdispositif à partir d’un matériau non toxique, le Tetramethyldisiloxane (TMDSO), grâce à une technologie de dépôt de couche mince assisté par plasma, et intégrant une enzyme, pour la réalisation de réaction catalytique. Pour cela, un protocole d’immobilisation et d’intégration de l’enzyme, la β-galactosidase, a été développé afin de vérifier la capacité du TMDSO à retenir les enzymes et conserver sa fonction biologique. Ensuite, une évaluation de l’activité catalytique de l’enzyme immobilisée a été entreprise par la réalisation de réaction à l’échelle millifluidique, validant l’immobilisation ainsi que la biocompatibilité du ppTMDSO. Ensuite, un microréacteur à enzyme immobilisée a été réalisé, afin d’évaluer l’influence du passage à l’échelle microfluidique et de comprendre les phénomènes liés à la diffusion et la réaction des espèces au sein du dispositif. Enfin, la conception d’un microcanal en ppTMDSO et intégrant l’enzyme, a été réalisée afin de d’étudier la faisabilité d’une méthodologie « bio-integrante » pour la création d’un BioMEMS. L’utilisation d’une méthodologie bio-integrante peut être considérée comme une alternative prometteuse pour le développement de nouveaux outils de recherches.

  • Titre traduit

    BioMEMS aided design cold plasma : new approaches


  • Résumé

    The micro and nanotechnology has created an upheaval in many field such as industry or research. For research, economic issues (quantity) and ecological (waste, chemical hazards) go straight in the direction of this miniaturization process for obtaining safe, clean and less expensive. This thesis presents the development of a new BioMEMS design process assisted by cold plasma. The objective is to develop a micro-device from a non-toxic material, tetramethyldisiloxane (TMDSO), through a plasma enhanced thin film deposition technology, and incorporating an enzyme, for carrying out catalytic reaction. For this, an immobilizer protocol and integration of the enzyme, β-galactosidase, was developed to verify TMDSO's ability to retain enzymes and retain its biological function. Then, an evaluation of the catalytic activity of the immobilized enzyme was carried out by carrying out the reaction millifluidic scale, validating the asset and the biocompatibility of ppTMDSO. Then, an immobilized enzyme microreactor was conducted to assess the influence of the transition to the microfluidic scale and understand the phenomena related to the diffusion and reaction of the species within the device. Finally, the design of a microchannel ppTMDSO and incorporating the enzyme, was conducted to study the feasibility of a "bio-integral 'methodology for establishing a BioMEMS. The use of a bio-integral method may be regarded as a promising alternative for the development of new research tools.


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