Diélectrophorèse
La diélectrophorèse (DEP) est un phénomène qui apparait lorsqu’un champ électrique alternatif non uniforme est généré au travers d’un milieu liquide contenant des particules diélectrique. Sous l’action de ce champ électrique un moment dipolaire pourra être induit dans la particule qui sera alors sensible au gradient de champs local, permettant sa manipulation. Cette technique est principalement utilisée pour la séparation de cellules [1],[2],[3],[4] dans le milieu médical, mais dispose d’un très fort potentiel pour l’accumulation et la séparation de particules marines (cellules, microplastiques).
Dans ce projet nous proposons un processus de fabrication à moindre coût d’un dispositif jetable de dielectrophorèse à base d’électrode obtenues par impression jet d’encre (collaboration avec le Laboratoire ITODYS - Université de Paris). La fabrication d’électrodes par cette technique permet d’envisager la réalisation de dispositif de DEP sur des surfaces de tailles bien supérieures aux approches de photolithographie ou de dépôt sous vide, offrant la possibilité d’atteindre des débits supérieure à ceux de l’état de l’art. Des premiers résultats obtenus ont permis d’atteindre des débits de filtration d’une suspension d’algues modèle allant jusqu’à 150 µl.min-1 (figure 1).
Fig. 1 (i) 16 canaux microfluidiques en parallèle de 2,8 mm de largeurs et 150µm de haut (ii) capture en flux de cellules d’Alexandrium minutum (E=20Vpp, F=10MHz, d=150µl.min-1), (iii) capture en flux de microparticule de polyéthylène téréphtalate artificiellement vieilli (taille des particules comprise entre 1 et 5µm).
Cette technique nous permet actuellement (i) l’étude des propriétés diélectrique de microalgues d’intérêts sanitaires ou biotechnologiques pour leur détection et leur séparation, indépendamment de leurs propriétés de fluorescence et (ii) le développement d’une méthode d’accumulation et d’identification des microplastiques environnementaux par la combinaison DEP/Spectroscopie Raman.
Un projet est en cours de dépôt impliquant l’Ifremer, l’université de Paris, Sorbonne Universités et l’ENS Paris (AAPG-ANR 2020 – Projet DIADEMS).
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[1] N.A. Rahman, F. Ibrahim, B. Yafouz, Sensors 2017, 17(3), 449, https://doi.org/10.3390/s17030449
[2] N.M. J.Pérez, Blanca H. L. Encinas, Electrophoresis 2011, 32, 2331–2357, https://doi.org/10.1002/elps.201100107
[3] R. Pethig, Journal of The Electrochemical Society, 164 (5) B3049-B3055 (2017), https://doi.10.1149/2.0071705jes
[4] M.P Hugues, Biomicrofluidics. 2016;10(3):032801. doi:10.1063/1.495484, http://doi.org/10.1063/1.4954841