Diélectrophorèse

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Une méthode de manipulation des suspensions par diélectrophorèse à champ propagatif a été développée dont l’originalité est la combinaison de la diélectrophorèse et de la caractérisation du contenu liquide du canal par spectroscopie d’impédance afin d’asservir et maximiser les conditions du transport par pompage asynchrone (publication soumise).

La diélectrophorèse à champ propagatif a été choisie, dû à sa capacité de manipuler, dans un procès continu, un nombre d’objets plus élevé que le nombre d’électrodes et de multiplier ainsi la répétitivité.

Alors qu’un nombre important de publications s’agissent de la combinaison diélectrophorèse et spectroscopie d’impédance des cellules, il n’existe aucun travail qui propose d’utiliser la spectroscopie d’impédance afin de mesurer la réponse diélectrique du liquide que contient le canal pour optimiser la force de pompage.

Le pompage par diélectrophorèse ne nécessite pas de composantes complexes micro-usinés et permet ainsi de réduire les coûts des systèmes lab-on-chip.

La fig. 1 montre la puce avec le canal de pompage et la matrice d’électrodes fabriquée avec 5 niveaux de lithographie optique.

La possibilité d’asservir la fréquence pratiquement en temps réele rend inutile de conaître les conditions exactes au préalable et permet de corriger un changement de conditions, par exemple par déplétion ionique du liquide.

Ces travaux sur le pompage ont été soumis comme publication et il est envisagé d’intégrer d’autres fonctionnalités sur la puce, permettant par exemple la rotation ou le positionnement des nanofils en suspension.

Dans la suite, des videos montrent l’intérêt de la diélectrophorèse propagative par rapport à la diélectrophorèse statique: en statique, des objets (nanofils) sont attirés par le maximum ou le minimum du champ (suivant le contraste de susceptibilité par rapport au milieu) et collent dans notre cas sur une des deux électrodes mis sous tension:

Diélectrophorèse statique

Contrairement à la diélectrophorèse statique, la création d’un champ propagative à partir d’une tension multiphasée permet de déplacer de façon continue des objets dans une matrice d’électrodes. Ici nous montrons le pompage d’une suspension qui contient des microsphères de latex:

Video 1: entrée de la matrice d’électrodes (« entonnoir »)

Video 2: mouvement asynchrone de la suspension au-dessus de la peigne interdigitée

Diélectrophorèse à champ propagatif (1)

Diélectrophorèse à champ propagatif (2)