Surfaces modifications and MEMS implementation for lab on chips
Modifications de surfaces et intégration de MEMS pour les laboratoires sur puce
Résumé
This thesis presents various applications of radical photopolymerization in microfluidic chips. In a first part, we describe the interest and importance of surface modification rendering the surface of microfluidic channels hydrophilic and neutral. We present surfaces modifications based on radical photopolymerization of polyacrylamide, first in PDMS chips, in which it is a challenge to obtain stable coatings and then on COC surface which is chemically inert. In an other application, photopolymerization is developed for MEMS in-situ implementation in microchannels. We present the integration of arrays of columns functionalized with proteins, as well as flow sensors. A flow sensor based on the elongation of a deformable structure showed a large range of measurable flow range, good sensibility and reproducibility. The second flow sensor measurement principle is based on the rotation of a structure around an axel. Although it has lower performances, its measurement does not depend on fluid's viscosity.
Cette thèse présente diverses applications de la photopolymérisation radicalaire dans les puces microfluidiques. Dans un premier temps, nous décrirons l'importance des modifications de surfaces des puces microfluidiques afin de conférer à la surface un caractère hydrophile et neutre. Nous présenterons une modification de surface par photopolymérisation radicalaire in-situ de polyacrylamide pour des puces d'une part en PDMS, sur lequel la longévité des modifications de surface est difficile à obtenir, et d'autre part sur le COC qui étant inerte chimiquement, est difficilement modifiable. Dans une autre application la photopolymérisation sera effectuée en volume et nous permettra d'intégrer très simplement des MEMS, in-situ dans le microcanal. L'intégration de réseaux de colonnes fonctionnalisées avec des protéines sera présentée, ainsi que l'implémentation de deux capteurs de flux. Un capteur de flux basé sur l'élongation d'une structure déformable s'est montré très performant en terme de large gamme de mesures, de sensibilité et de reproductibilité. Le deuxième capteur de flux est basé sur la rotation d'un objet autour d'un axe. Sa mesure est indépendante de la viscosité du fluide malgré ses moindres performances.
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