En «pliant» une goutte d’eau, des chercheurs de Polytechnique et d’IBM résolvent un problème freinant le développement de systèmes de diagnostic portatifs

8 octobre 2019

Quiconque s’est un jour attardé à contempler la pluie tomber sur une fenêtre a pu observer la fusion subite qui se produit lorsque deux gouttes d’eau entrent en contact l’une avec l’autre. Mais qui aurait pu imaginer que la physique en œuvre dans ce phénomène recélait une solution pour faciliter le développement de laboratoires miniaturisés d’analyses biologiques personnalisées? C’est une équipe internationale de chercheurs du laboratoire de microfluidique pour l’oncologie de Polytechnique Montréal et d’IBM Research – Zurich qui a fait cette découverte étonnante, dont les résultats viennent d’être publiés dans Nature.

Concentrer un laboratoire d’analyse sur une puce : un défi de longue date

Depuis une vingtaine d’années, la recherche mondiale dans le domaine des laboratoires sur puces promet le développement d’outils portatifs ne nécessitant qu’un échantillon de fluide corporel (sang, salive, urine, etc.) pour diagnostiquer des maladies ou mesurer des données biologiques. De tels systèmes miniatures sont aujourd’hui disponibles pour des mesures simples réalisées avec peu de réactifs, par exemple les lecteurs de glycémie ou les tests de grossesse. Cependant, la promesse tarde à se concrétiser lorsqu’il s’agit de réaliser des analyses plus complexes, qui demandent de mettre en contact un même échantillon avec une série de réactifs, en quantité et dans un ordre bien précis.

Une des approches les plus prometteuses pour intégrer plusieurs réactifs dans un test consiste à déposer dans un microsystème des gouttelettes de quelques milliardièmes de millilitre grâce une technique analogue à celle de l’impression par jet d’encre, avant de le refermer. Au contact de l’air, ces infimes quantités de liquide s’évaporent instantanément et laissent une séquence de réactifs séchés bien précise qui pourra être réhydratée par le passage de l’échantillon de fluide au moment du test. Toutefois, une difficulté de taille subsiste : le mouvement du liquide sur les réactifs séchés les disperse et les étale dans les microsystèmes, ce qui brouille complètement le signal et empêche la réalisation d’étapes diagnostiques délicates impliquant des mesures biochimiques précises.

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