Thomas Gervais, chargé d'enseignement au Département de génie physique à Polytechnique a contribué au projet accompagné de Mohammad Ameen Qasaimeh et David Juncker, du Département de génie biomédical de l'Université McGill. L'appareil est fondé sur l'utilisation de quadrupoles, des paires d'objets identiques, deux « positifs » et deux « négatifs », disposés en carré de manière à créer un champ de force entre eux. On utilise les quadrupoles électrostatiques dans certaines antennes radio; quant aux quadrupoles magnétiques, ils peuvent servir à concentrer des faisceaux de particules chargées dans des accélérateurs de particules. Il existe également des quadrupoles dans les liquides. On les décrit théoriquement depuis des décennies, mais c'est la première fois qu'ils sont créés en laboratoire.
 
Pour fabriquer cet appareil, il faut percer quatre trous dans une tige de silicium d'environ un millimètre carré. Lorsqu'on approche l'appareil d'une surface, il fonctionne comme un aspirateur à jet d'eau. Deux ouvertures (orifices « positifs » ou sources) émettent de microscopiques jets de liquide sur la surface, et les deux autres ouvertures (les orifices « négatifs » ou drains) les réaspirent immédiatement dans l'appareil.

Dans l'analogie avec l'aspirateur à jet d'eau, remplaçons le tapis par une couche de tissu vivant ou de cellules adhérentes. L'appareil se déplace au-dessus de cette couche jusqu'à ce qu'il atteigne la cible désirée. Ensuite, il envoie simplement un jet de liquide comprenant les produits chimiques nécessaires pour stimuler, analyser, détacher ou tuer les cellules, selon l'application.   

Un quadrupole microfluide, formé par l'injection de fluides provenant de deux ouvertures sources (les plus) qui sont réaspirés dans deux ouvertures drains (les moins). Des billes fluorescentes sont utilisées pour tracer la trajectoire du fluide, un peu comme la limaille de fer peut tracer la trajectoire d'un champ magnétique autour d'un aimant.

L'appareil peut aussi créer des régions de concentration chimique variant progressivement et appelées gradients. Ces gradients sont essentiels pour étudier nombre de processus cellulaires, notamment la manière dont les bactéries et d'autres cellules se déplacent dans le corps. Les chercheurs espèrent que ce nouveau type d'appareil aura de nombreuses autres applications pour l'étude in vitro d'une grande variété de processus cellulaires essentiels.
 
Cette recherche a été financée par les IRSC, le CRSNG, le FQRNT, la FCI et les CRC.

Polytechnique transmet ses félicitations aux trois chercheurs!

Pour en savoir plus
Un article sur l'appareil a récemment été publié dans Nature Communications. Pour lire le résumé : http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n9/full/ncomms1471.html


Source : Communiqué de l'Université McGill