Actionner des micro-objets à distance

Le doctorat de Victor Vieille, diplômé de Grenoble INP – Phelma, avait pour objectif d’explorer le développement de nouveaux outils pertinents dans le domaine émergent des laboratoires sur puces. Ces travaux lui ont valu de décrocher le prix de thèse innovation 2020 de l’Université Grenoble Alpes.

         Diplômé de Grenoble INP – Phelma, Victor Vieille vient de terminer une thèse au GE2lab* et à l’Institut Néel sur des concepts d’actionnement à distance de micros et nano-objets. « Au départ, il s’agissait d’un projet réalisé pour développer la technologie MagIA qui a par la suite donné naissance à MagIA Diagnostics, dont la problématique était de capturer des anticorps dans un fluide par le biais de nanoparticules magnétiques, elles-mêmes capturées localement grâce à des micro-aimants placés à l’extérieur, explique le jeune chercheur. Il fallait que le processus soit répétable et simple à mettre en œuvre. »

Après ce premier développement ayant donné lieu à un dépôt de brevet, le champ d’action de sa thèse s’est élargi à d’autres projets, toujours en lien avec l’actionnement magnétique à distance et en temps réel de micro ou de nano-objets. « L'idée est d'actionner des objets magnétiques de petites dimensions et difficiles d'accès, à l'aide d'un champ magnétique extérieur contrôlé, explique le jeune chercheur. Si le champ est généré à distance simplement par des aimants pilotés à proximité, les points délicats sont la fabrication des micro-objets magnétiques, ainsi que la maitrise du couplage assurant l'actionnement. Cette double problématique est ici confrontée à différentes applications et résolue dans quatre projets innovants. »

Les pompes doseuses sont les éléments noirs intégrés à la cartouche
en plastique (ou puce), où on distingue des réservoirs pour les réactifs
 et des circuits microfluidiques.

Des applications dans le domaine des laboratoires sur puces

Actuellement en post-doc CNRS/Institut Néel financé par Linksium, le jeune chercheur envisage de créer une start-up pour valoriser la micro-pompe qu’il a mise au point et brevetée. Celle-ci pourrait être utilisée pour réaliser des manipulations complexes de fluides dans de tout petits systèmes intégrés d’analyses biochimiques (sortes de laboratoires sur puces) sur des échantillons d’intérêt comme les liquides biologiques (pour le biomédical), ou alimentaires.

Victor Vieille a par ailleurs trouvé le moyen d’utiliser une technologie d’impression 3D rendue disponible par le laboratoire du LiPhy** et développée par la société Microlight 3D pour produire de micro-objets et ensuite de leur associer de manière permanente des billes magnétiques bien placées pour pouvoir les actionner depuis l’extérieur par le biais d’un champ magnétique généré par des bobines ou des aimants. « On a pu réaliser la première micro-lentille optique imprimée et actionnée magnétiquement, ainsi qu'une micro-pince d'une grande dextérité adaptée à la manipulation de micro-objets comme potentiellement des cellules biologiques dans les laboratoires sur puces. Les possibilités d’application sont variées ! » précise Victor Vieille. Son ingéniosité lui a valu de recevoir le prix de thèse innovation de l’Université Grenoble Alpes.

*CNRS, Grenoble INP, UGA
 **Laboratoire Interdisciplinaire de Physique (CNRS, UGA)