Guillaume Paumier

“ Cependant, avec l’évolution des sciences et des techniques, la somme des connaissances augmente de façon telle que les scientifiques sont de moins en moins capables de maîtriser autant de domaines de compétences. Au xxe siècle, l’interdisciplinarité n’est plus que rarement présente dans la recherche scientifique. On ne rencontre alors le concept de façon régulière que dans le domaine de la santé, où il fait généralement référence aux différentes spécialisations [24] , [25] . ”

“ Spectrométrie de masse. L’une des méthodes d’analyse les plus utilisées pour la protéomique est la spectrométrie de masse [] ; sa sensibilité, notamment aux sels, nécessite cependant plusieurs étapes de préparation d’échantillon (préconcentration, désalage) [] . Lion et al. ont ainsi développé un élément intégré de désalage et préconcentration de protéines, dont l’objectif est de servir d’interface entre une puce d’injection et un spectromètre de masse [] . Les protéines sont adsorbées sur une membrane, puis éluées directement dans la solution de nébulisation ”

“ La tendance actuelle est à la miniaturisation des dispositifs de diagnostic, de façon à les rendre portables, rapides, jetables et autonomes. La notion sous-jacente est celle de diagnostic en « point de service » (point-of-care testing, poct) , c’est à dire le plus près possible du patient. Une fois l’analyse effectuée, le patient peut éventuellement transmettre automatiquement les résultats à son médecin par le réseau informatique. Le développement de dispositifs de diagnostic jetables et faciles d’utilisation n’a pas pour seul objectif de faciliter la vie des patients ”

“ Ainsi, on n’utilise que de faibles volumes d’échantillons et de réactifs, qui peuvent être rares ou coûteux [14] . Lion et al. passent en revue les implications de la miniaturisation dans le cadre de l’analyse des protéines (par:analytical-triangle) ; ils proposent trois principaux indicateurs visant à déterminer si un dispositif miniaturisé est plus avantageux : les performances, la quantité d’échantillon nécessaire et le temps d’analyse [15] ; la miniaturisation n’est d’ailleurs pas obligatoirement la meilleure solution dans tous les cas. ”

“ Ces mini-laboratoires, ou laboratoires sur puce, sont des dispositifs miniaturisés d’analyse biologique. D’utilisation simple, basés sur des échantillons bruts, ne demandant pas de préparation préliminaire, ils sont destinés à des non-spécialistes. Ils fournissent rapidement, pour un coût raisonnable, un résultat fiable et immédiatement exploitable. Les marchés ciblés par ce type de dispositifs d’analyse sont multiples ; ainsi, un test de potabilité de l’eau, accessoire des randonneurs de pays industrialisés, peut s’avérer extrêmement utile aux populations des pays en développement. ”

“ Microfluidique. La réduction des dimensions des systèmes d’analyse promet des économies de réactifs, d’échantillons et de temps ; la théorie prédit des systèmes plus performants, dont la fabrication à grande échelle réduit les coûts. La microfluidique a principalement émergé des besoins grandissants en systèmes miniaturisés pour le vivant. ”

“ De nombreux efforts ont ainsi été faits afin d’intégrer les dispositifs de détection sur puce : la détection représente une étape incontournable et critique dans tout dispositif d’analyse. Les trois techniques principales de détection utilisées dans les laboratoires sur puce sont les méthodes optiques, électrochimiques et d’analyse de masse [] . Les deux premières peuvent être intégrées dans les microsystèmes, à l’instar des lasers à cavité verticale émettant par la surface (vertical cavity surface emitting lasers, Vcsel) développés par Thrush et al. ”

“ Par ailleurs, l’intégration de systèmes miniaturisés d’analyse sur puce permet de profiter des mêmes avantages que la fabrication en masse de la micro-électronique (very large scale integration, vlsi) : la fabrication à grande échelle assure une excellente reproductibilité et des coûts limités. ”

“ Il est donc intéressant d’étudier dans quelle mesure le pnipam peut contribuer à la préparation d’échantillons biologiques dans les laboratoires sur puce. Par ailleurs, un contrôle local de l’état du pnipam permet de dessiner des motifs ou des alternances de pnipam gonflé – hydrophile et replié – hydrophobe ; il est ainsi possible de créer des hétérogénéités de charges de surface, dont il est prédit qu’elles entraînent des recirculations de flux électrocinétique. Le pnipam est donc susceptible d’être à la base de mélangeurs électrocinétiques. ”

“ Le développement des briques technologiques passe notamment par l’étude de nouveaux principes actifs, compatibles avec une intégration facile dans les systèmes miniaturisés. C’est dans ce contexte que nous avons souhaité explorer les possibilités des polymères actifs, en particulier le pnipam, pour des applications en laboratoires sur puce. ”

“ La microfluidique est un domaine de recherche particulièrement dynamique ; les développements technologiques concernent aussi bien les fonctions fluidiques de base, comme le mélange, que des fonctions plus spécialisées. ”

“ PNIPAM. Le poly (-isopropylacrylamide) (pnipam) est un polymère thermosensible ; il subit, entre et °C, une transition réversible. Sous sa température de transition (lcst) , il est hydrophile et gonflé en solution aqueuse ; au-delà, il devient hydrophobe et se recroqueville sur lui-même. Il est possible d’ajuster la lcst en combinant le nipam à d’autres monomères, en réalisant une copolymérisation. Le comportement original du pnipam en fait un polymère étudié pour de nombreuses applications. En optique, on envisage des applications telles que le filtrage et le réglage de longueur d’onde. ”

“ Les cellules cultivées sur pnipam conservent des caractéristiques fonctionnelles très proches de celles des cellules originales ; elles peuvent également conserver des phénotypes différenciés () ; au contraire, l’utilisation de trypsine peut endommager les cellules ou perturber leur métabolisme () . Il est même possible de dessiner des motifs pour réaliser une coculture de deux types de cellules () . Le nipam peut être associé à un ou plusieurs autres monomères pour former des substrats de culture copolymères () , parfois recouverts d’une couche intermédiaire de protéines () . ”

“ Intégration des briques technologiques en microTAS Briques technologiques. Les laboratoires sur puce destinés à l’analyse biologique sont des assemblages de briques technologiques pouvant être classées en familles, dont principalement : la préparation d’échantillon (pouvant inclure la concentration) , la manipulation (des fluides et des analytes, y compris le mélange) , la réaction (avec divers réactifs chimiques ou biologiques) , la séparation chimique (chromatographie, électrophorèse) et la détection (fluorescence, spectrométrie de masse) . ”

“ L’ensemble des documents multimedia (schémas, images, graphiques) est placé sous double licence GFDL (version 1.2 ou ultérieure) et Creative Commons Attribution ShareAlike 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) . Afin de faciliter leur réutilisation, tous les schémas sont disponibles sous forme d’images vectorielles au format svg (scalable vector graphics) ; elles sont librement modifiables et agrandissables sans perte de qualité. Leur liste, comprenant leur emplacement immuable sur Internet, sera donnée dans la version finale de ce document. ”

“ Le travail de recherche interdisciplinaire n’est pas facile ; les intervenants, physiciens, technologues, chimistes et biologistes, utilisent notamment des vocabulaires très différents. Les structures administratives existantes ne favorisent pas non plus l’interdisciplinarité, du moins en France ”

“ The “Invariant Sections’’ are certain Secondary Sections whose titles are designated, as being those of Invariant Sections, in the notice that says that the Document is released under this License. If a section does not fit the above definition of Secondary then it is not allowed to be designated as Invariant. The Document may contain zero Invariant Sections. If the Document does not identify any Invariant Sections then there are none. ”

“ L’interdisciplinarité fait intervenir des disciplines différentes sur la même problématique, avec des angles d’approche différents.
Interdisciplinarité à l’échelle micro et nano. La taille typique d’une cellule est 10 μm ; une chaîne d’\adn mesure quelques nanomètres de large : il est naturel que biologie et micro-nanotechnologies aient convergé (Fig. 1.1) . Les physiciens et chimistes peuvent ainsi aider les biologistes à réaliser de nouveaux outils d’analyse et de manipulation d’échantillons ”

“ If you publish or distribute Opaque copies of the Document numbering more than 100, you must either include a machine-readable Transparent copy along with each Opaque copy, or state in or with each Opaque copy a computer-network location from which the general network-using public has access to download using public-standard network protocols a complete Transparent copy of the Document, free of added material. ”

“ Verbatim copying You may copy and distribute the Document in any medium, either commercially or noncommercially, provided that this License, the copyright notices, and the license notice saying this License applies to the Document are reproduced in all copies, and that you add no other conditions whatsoever to those of this License. You may not use technical measures to obstruct or control the reading or further copying of the copies you make or distribute. ”

“ A copy made in an otherwise Transparent file format whose markup, or absence of markup, has been arranged to thwart or discourage subsequent modification by readers is not Transparent. An image format is not Transparent if used for any substantial amount of text. A copy that is not “Transparent’’ is called “Opaque’’.
Examples of suitable formats for Transparent copies include plain ASCII without markup, Texinfo input format, LaTeX input format, SGML or XML using a publicly available DTD, and standard-conforming simple HTML, PostScript or PDF designed for human modification. ”

“ Le plasma d’activation effectué sur les couches avant l’assemblage peut entraîner une réticulation partielle d’une couche non réticulée [note 2] . Le chauffage des substrats, qui facilite le collage, est fait par lampe halogène. Par défaut, le chauffage est effectué avant la mise en contact des couches de SU-8, ce qui risque de réticuler partiellement ou totalement la fine couche. Il est préférable de d’abord mettre en contact les couches, puis de chauffer progressivement [note 3] . ”

“ This License is a kind of “copyleft’’, which means that derivative works of the document must themselves be free in the same sense. It complements the GNU General Public License, which is a copyleft license designed for free software.
We have designed this License in order to use it for manuals for free software, because free software needs free documentation: a free program should come with manuals providing the same freedoms that the software does. ”

“ La reproductibilité est nécessaire à l’utilisation de dispositifs de façon hautement parallélisée pour du criblage haut-débit [18] . La baisse des coûts de fabrication permet d’envisager des dispositifs jetables, à utilisation unique, supprimant par la même occasion les problèmes de contamination croisée. ”

“ Such a notice grants a world-wide, royalty-free license, unlimited in duration, to use that work under the conditions stated herein. The “Document’’, below, refers to any such manual or work. Any member of the public is a licensee, and is addressed as “you’’. You accept the license if you copy, modify or distribute the work in a way requiring permission under copyright law.
A “Modified Version’’ of the Document means any work containing the Document or a portion of it, either copied verbatim, or with modifications and/or translated into another language. ”

“ Intégration sur puce et diminution des coûts. La miniaturisation des systèmes d’analyse vise également le regroupement de plusieurs fonctions sur le même support, voire des chaînes complètes d’analyse (§ ) . En regroupant les fonctions, la connectique est simplifiée, les canaux sont réduits et les volumes morts minimisés. Les systèmes fabriqués, en étant miniaturisés, sont beaucoup plus portables ”

“ Ferrofluid pattern for guiding magnetic beads self-organisation: Application to affinity cell separation and on-chip cell culture. In Proceedings of the 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ('μ'TAS’07) , volume 1, pages 575–577, Paris, France, 7–11 Oct. 2007. [222] David Jugieu : Conception et réalisation d’une matrice de microéjecteurs thermiques adressables individuellement pour la fonctionnalisation de biopuce. Thèse de doctorat, Institut national polytechnique de Toulouse, 2005. ”