Miniaturisation et intégration optofluidique : vers une nouvelle source électrochimiluminescente autonome

Optofluidic miniaturisation and integration : toward a new electrochemiluminescence light source

• Auteur / Autrice : Sébastien Méance
• Direction : Qingli Kou, Anne-Marie Haghiri-Gosnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 16/09/2011
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 1998-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut des sciences moléculaires d'Orsay (2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Lecoeur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Qingli Kou, Anne-Marie Haghiri-Gosnet, Philippe Lecoeur, Yong Chen, Bernard Mercey, Jean Gamby
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yong Chen, Bernard Mercey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrochimie

Optique

Microfluidique

Mots clés libres

Microfluidique

Optofluidique

Électrochimiluminescence

Microfluidic

Optofluidic

Electrochemiluminescence

Résumé

Depuis que l’optofluidique a été introduite au début des années 2000, beaucoup de dispositifs combinant à la fois l’optique et la microfluidique ont été développés. Ces travaux ont proposé de nombreuses voies originales pour l’analyse biologique et le diagnostique médical. Parmi ceux-ci, citons par exemple, les guides d’ondes liquide-liquide (également appelés guides d’ondes L2), les lentilles liquides adaptatives, les lasers multicolores à microgouttes, ou encore les microscopes optofluidiques sans lentilles.Ces systèmes offrent de nombreux avantages liés à la microfluidique comme leurs flexibilités et leurs accordabilités. Néanmoins, la plupart de ces systèmes reposent sur l’utilisation d’une source de pompage optique externe devant être couplée aux puces microfluidiques avec le plus grand soin.Le but de ces travaux de thèse est d’augmenter l’autonomie et la portabilité des systèmes optofluidiques en intégrant directement la source lumineuse sur les puces. Nous proposons donc ici d’exploiter la voie électrochimiluminescente comme méthode de pompage électrique. L’annihilation du luminophore 9,10-Diphenylanthracene permet ainsi d’obtenir une faible longueur d’onde d’émission dans le domaine du visible.Ainsi nous montrons dans ces travaux la mise en œuvre d’une nouvelle technologie de fabrication pour réaliser un circuit optofluidique d’une source lumineuse intégrée. La fabrication de cette puce a permis d’obtenir des résultats d’électrochimiluminescence sur puce montrant ainsi la compatibilité de cette approche. Les expériences effectuées pendant ces travaux ouvrent ainsi la voie au pompage électrique sur dispositifs optofluidiques.

Since optofluidics was introduced in the early 2000s, a lot of devices combining microfluidic and optic have been developed such as L2 waveguides, adaptive liquid lenses, microdroplet multicolour dye laser, or lensless optofluidics microscopes.These systems offer many advantages allowed by microfluidic like flexibility and accordability. However most of them generally need an external optical source carefully coupled to the microfluidic device.The purpose of this PhD thesis is to improve autonomy and portability of microfluidics systems integrating light source on the chip. Hence, we suggest here to use the electrochemiluminescence way to reach electrical pumping. 9,10-Diphenylanthracene annihilation allowed us to obtain a low wavelength in the visible domain.Therefore, we show here the implementation of a new fabrication technology to make an integrated on chip optical source. The chip fabrication allowed us to obtain on chip electrochemiluminescence results showing the compatibility of this approach. The experiments realised during these works open the way to electrical pumping way on optofluidic chips.