Marc PRUDHOMME : "Capteur acoustofluidique à bulles fonctionnalisées pour la détection de bioanalytes"

Résumé : Le développement de la microfluidique au début du XXe siècle a permis l'essor de biocapteurs compacts, intégrés, et utilisables par un large public. Ces dispositifs ont pour but de détecter et souvent quantifier, un élément biologique appelé analyte (virus, bactérie, protéine, cellule...) circulant dans les fluides biologiques tels que le sang, la salive ou l'urine. Néanmoins, la plupart de ces biocapteurs possèdent un inconvénient commun : ils sont majoritairement jetables. En effet, la régénération de la surface de capture, plane et fixe au sein du dispositif, est compliquée voire impossible à mettre en œuvre, du fait des fortes liaisons chimiques mises en jeu entre la surface et les récepteurs. L'approche étudiée dans cette thèse consiste ainsi à transférer la surface de capture à une surface mobile et régénérable facilement au sein du dispositif. Les microbulles sont très étudiées en microfluidique digitale, du fait de leur comportement acoustique singulier. Les microbulles sont à l'origine d'avancées majeures dans le domaine biomédical, notamment en imagerie et en thérapie. L'objectif de cette thèse est d'exploiter la surface de bulles générées au sein d'une puce microfluidique comme interface de capture. Le capteur microfluidique intègre notamment les étapes de fonctionnement suivantes : génération et fonctionnalisation en surface des microbulles, organisation statique des bulles au sein d'une chambre, injection du liquide d'analytes et capture en surface. Le couple biotine/streptavidine est utilisé afin de démontrer l'efficacité du capteur. Par ailleurs, afin d'obtenir une méthode de détection sensible, sans marquage et intégrée, la détection est évaluée par sondage acoustique du milieu bulleux. La régénération se fait alors de manière quasi immédiate, par évacuation des bulles avant régénération. Dans un premier temps, la microfabrication de la puce microfluidique en PDMS/Verre présentant une architecture permettant d'effectuer l'ensemble des étapes fluidiques de fonctionnement du capteur a été réalisée. Les bulles sont générées à l'aide d'une jonction-T en contrôlant le débit et la pression de la phase continue (tensioactifs+PBS) et de la phase disperse (air). La fonctionnalisation de la surface des microbulles est effectuée directement à la génération, en mélangeant les lipides à la phase continue. [...]

Composition du jury :

M. Franck CHOLLET Professeur Université Bourgogne Franche-Comté Directeur de thèse
M. Mahmoud ADDOUCHE Maître de conférences Université Bourgogne Franche-Comté Co-directeur de thèse
M. Claude INSERRA Maître de conférences Université Claude Bernard Lyon 1 Rapporteur
Mme Corinne DEJOUS Professeure ENSEIRB-MATMECA Rapporteure
M. Jacques FATTACCIOLI Professeur ENS Paris Examinateur
M. Jean-François MANCEAU Professeur Université Bourgogne Franche-Comté Examinateur