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Technologie

Un laboratoire d’analyses sur puce plus performant que jamais

21-05-2019

Un nouveau « laboratoire sur puce », mis au point à Montréal, pourrait accélérer l’analyse d’échantillons biologiques et automatiser la détection de maladies.

Cet outil, mis au point par des équipes de Polytechnique Montréal et de l’Université McGill et présenté dans la revue Nature Communications en avril dernier, est basé sur la microfluidique.

Comme son nom l’indique, la microfluidique consiste à manipuler des fluides à très petite échelle. Le chercheur en génie physique Thomas Gervais, qui a mené ces travaux, compare la microfluidique à de la micro plomberie. «On a un réseau de plomberie comme à la maison, sauf que les fluides passent dans des canaux ayant le diamètre d’un cheveu», résume-t-il.

Cette technologie, qui suscite l’engouement des chercheurs depuis le début des années 2000, est basée sur la connaissance du comportement des fluides à l’échelle microscopique. Elle a déjà révolutionné les domaines de la biologie moléculaire, de la génétique ou de la pharmaceutique, entre autres, puisqu’elle permet notamment de tester des médicaments dans un environnement contrôlé ou d’effectuer des diagnostics avec une simple goutte. En cultivant des cellules sur ce type de dispositif miniaturisé, on peut tester un grand nombre d’échantillons biologiques en même temps, réduire l’utilisation de réactifs, accélérer les réactions chimiques et les temps d’analyse.

Un système ouvert

Cependant, l’utilisation de canaux présente certains désavantages. « Les cellules qui sont à l’intérieur de ces canaux subissent un stress, sans compter qu’il y a aussi une limite à la quantité de cellules que l’on peut y mettre», explique Thomas Gervais. L’équipe montréalaise est donc allée au-delà de ce concept pour mettre au point un dispositif où les canaux n’existent plus. En comprenant le comportement et l’écoulement des fluides, les chercheurs ont opté pour un système où des microjets sont à la fois injectés et aspirés sur une petite surface, placée dans un espace confiné de moins de 0,1 mm d’épaisseur. Cette méthode se nomme multipôles microfluidiques (MMF). Les jets, contenant des marqueurs fluorescents, forment en s’entrechoquant sur la plaque des motifs selon une configuration connue grâce à un modèle mathématique développé par l’équipe de Thomas Gervais.

« Dans chaque pétale [NDLR: le motif qui prend forme sur la plaque], on peut injecter une substance différente. Ce que l’on met dans le pétale 1 ne pourra jamais aller à la surface du pétale 2, par exemple. Ils sont tous indépendants », souligne le chercheur de Polytechnique Montréal. Cela signifie qu’une dizaine de tests peut s’effectuer en même temps sur une surface aussi petite que 4 mm2. L’analyse est donc précise et compacte. Les compagnies pharmaceutiques qui testent de nouvelles molécules pourraient adopter ce nouvel outil sans problème, puisque le MMF est compatible avec les plateformes technologiques déjà existantes.

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