EP2193363A1 - Electrode pour systeme microfluidique - Google Patents

Electrode pour systeme microfluidique

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Publication number
EP2193363A1
EP2193363A1 EP08835770A EP08835770A EP2193363A1 EP 2193363 A1 EP2193363 A1 EP 2193363A1 EP 08835770 A EP08835770 A EP 08835770A EP 08835770 A EP08835770 A EP 08835770A EP 2193363 A1 EP2193363 A1 EP 2193363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detection electrode
layer
microfluidic system
metal
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08835770A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Edouard Brunet
Emmanuel Valentin
Géraldine DUISIT
Héléne GASCON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP2193363A1 publication Critical patent/EP2193363A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/307—Disposable laminated or multilayered electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip

Definitions

  • the present invention relates to an electrode for a microfluidic system.
  • Microfluidic systems are known structures used in chemistry, physico-chemistry & biology, particularly in the following areas:
  • microreaction which aims to produce all kinds of compounds (molecules, particles, emulsions, etc.) from starting reagents introduced into a microfluidic system which acts as a synthesis reactor,
  • microfluidic systems performs the function of detector.
  • the role of microfluidic systems is not however limited to the aforementioned functions; in particular, microfluidic systems may be designed to function as heat exchangers, filters, mixers, extractors, separators (for example operating by electrophoresis), devices for generating droplets of given size or solid particles, or as devices allowing to carry out particular operations (cell lysis, amplification of DNA, ).
  • miniaturization of chemical or biological analysis systems is a marked trend in chemistry and analytical biochemistry. This makes it possible, on the one hand, to reduce the analysis times and, on the other hand, to reduce the quantity of reagents required. Miniaturization also makes it possible to integrate in the same system several steps of a detection protocol, which increases automation and therefore reduces handling costs. Miniaturization implies ever weaker detection volumes, hence the development of detection techniques and the development of increasingly sensitive detection components. Under these components, detection electrodes, in particular electrochemical electrodes, which are generally based on gold or platinum, are known to guarantee electrochemical stability and biological and chemical compatibility.
  • these noble materials are deposited on rigid substrates or substrates based on inorganic material (silico-soda-lime glass) or organic material, in particular thermoplastics (polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyimide, etc.).
  • inorganic material silicon-soda-lime glass
  • thermoplastics polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyimide, etc.
  • the present invention proposes to overcome the drawbacks of the electrochemical detection electrodes of the prior art by proposing a biologically compatible and electrochemically stable metallic layer electrode configuration (stability in operation and stability during eventual storage).
  • the detection electrode for a microfluidic system is characterized in that it comprises a substrate of which at least one surface portion is coated by a stack of thin layers comprising a metal layer with intrinsic properties of electrical conductivity, said metal layer being associated with a so-called electrochemical barrier layer, said electrochemical barrier layer being associated with a terminal layer ensuring the biological compatibility and the electrochemical functionality (exchange of electric charges with molecules of the sample). This last layer also ensures the chemical and biological inertness of the electrode.
  • this particular stacking structure it is possible to obtain, at lower cost, a detection electrode having an electrochemical resistance and a chemical and biological compatibility which makes its use possible within microfluidic analysis systems.
  • the end layer further allows an exchange of electrical charges with molecules of the biological sample. This last layer also ensures the chemical and biological inertness of the electrode.
  • the single figure shows the oxidation of the electrode as a function of the applied voltage.
  • the metal layer is based on a pure material chosen from silver, or copper, zinc, or aluminum
  • the electrochemical barrier layer is based on a metal or on the basis of a nitride of this metal, this metal possibly being, for example, titanium, or an electron-conduction oxide of the aluminum doped zinc oxide type (ZnO: A1); , mixed indium tin oxide (ITO), mixed indium zinc oxide (IZO) -
  • the chemical and biological compatibility layer is based on a noble metal material selected for example from gold or platinum or any other metal compatible with the products to be tested.
  • the thickness of the metal layer is between 50 to 1000 nm preferably between 150 to 500 nm, and even more preferably substantially close to 200 nm.
  • the thickness of the electrochemical barrier layer is between 10 and 100 nm, preferably between 15 and 50 nm, and even more preferably substantially close to 20 nm.
  • the thickness of the chemical and biological compatibility layer is between 10 to 100 nm, preferably between 15 to 50 nm, and even more preferably substantially close to 20 nm.
  • the thickness of the layer of hooking between 2 and 10 nm it comprises a stack of layers of the Cu / TiNi / Au or TiN / Ag / Ti / Au type.
  • the detection electrode for a microfluidic system has an electrical resistivity of between 0.1 and 10 ohm. square, which makes its use as a perfectly satisfactory electrode.
  • it has a total thickness of between 200 and 500 nm.
  • the electrode according to the invention is deposited, for example, by vacuum deposition techniques (for example by magnetic field assisted sputtering) or by electroplating on a substrate, which will thus constitute with the electrode a microfluidic system.
  • the substrate of the microfluidic system can be made of materials of different kinds.
  • polymer silicon or metal.
  • these materials are unsatisfactory in many ways: the polymers are most often sensitive to certain organic solvents, are difficult to withstand prolonged treatments at temperatures above 200-300 ° C., deform under the effect of pressure, and are not entirely chemically inert (they can adsorb compounds present in the fluids, possibly salting them out later).
  • the surface condition of the polymers is difficult to control, in particular because it can change over time.
  • some polymers are not adapted to detection techniques operating by spectroscopy, in particular Raman, because of the disturbances they may cause.
  • metals are likely to corrode, are not transparent or compatible with certain biological fluids, and are not compatible with the use of electrical function.
  • support substrate for the electrode according to the invention glass, glass-ceramic or ceramic.
  • a metal layer with intrinsic properties of electrical conductivity which is based on a pure material chosen from silver, or copper, zinc, aluminum and whose thickness is between 50 and 1000 nm, preferably between between 150 to 500 nm, and even more preferably substantially close to 200 nm.
  • an electrochemical barrier layer which is based on a metal or on the basis of a nitride of this metal, this metal possibly being, for example, titanium or an electronically conductive oxide of the ZnO: Al, ITO, IZO type;
  • a chemical and biological compatibility layer which is based on a noble metallic material chosen from gold and platinum.
  • a hooked layer of a few nanometers, for example 1 and 10 nm, is deposited between the substrate and the metal layer. This layer of hooked can be based on titanium, chromium, nickel
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • electroplating electroplating
  • spraying etc.
  • an exemplary embodiment of an electrode for a microfluidic system according to the invention is given below.
  • the glass is 0.7 mm sodocalcic and coated with a stack of Cu / TiNi / Au type magnetron deposited thin films.
  • This electrode has a resistivity of 1 Ohm. square and a biological compatibility allowing the electrochemical interaction of the electrode with proteins in solution, without degrading them.
  • the electrochemical detection electrode then undergoes surface treatments which, after removal of material forming the stack, form a plurality of detection cells.
  • the array of detection cells can be obtained by physical etching, in particular by sand blasting or by irradiation using a CO 2 laser (JP-A-2000-298109), or by chemical etching of stacking.
  • the detection cell array in several steps (depositAg / etchAg - depositTi / etchTi depositAu / etchAu), which makes it possible to modulate the lateral dimensions of each of the deposits, in particular to overcome any contamination by the edges.
  • a deposition method based on electrodeposition is also well suited.
  • the glass-function substrate advantageously has large dimensions so that several patterns can be made simultaneously, and therefore a large number of detection cells can be obtained in a single operation.
  • substrates having a surface area of up to several square meters which makes it possible to make several thousand detection cells on a single substrate that can be subsequently cut into complete unit elements.
  • the detection cells obtained in accordance with the invention have microstructures having a substantially square or rectangular cross section, which may be slightly rounded at the level of the substrate, having a depth that may range from several tens of microns to a few ⁇ m, or even less than micron.
  • Systems entirely made of glass are interesting in that the substrate or substrates which constitute them have a small thickness and are transparent, which allows their use in complementary techniques of optical detection.
  • the pure Ag electrode is oxidized as early as 0.4 V with an oxidation peak centered around 0.5-0.6 (dashed curve).
  • An overlay of 20 nm Au slightly limits the oxidation of Ag (square dot curve).
  • the most effective protection is obtained with the Ti electrochemical barrier layer (12 nm) where the Ag starts to be oxidized only from 1.5 V (DC line curve).
  • the electrode undergoes an oxidation cycle using a so-called 'three-electrode' assembly with a working electrode (studied electrode), a reference electrode (saturated calomel electrode). ) and a counter-electrode (glass + 500 nm ITO) immersed in a liquid electrolyte H3PO4 (orthophosphoric acid).
  • a working electrode studied electrode
  • a reference electrode saturated calomel electrode
  • a counter-electrode glass + 500 nm ITO immersed in a liquid electrolyte H3PO4 (orthophosphoric acid).

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Abstract

Electrode de détection pour système microfluidique caractérisée en ce qu'elle comporte un substrat à fonction verrière dont au moins une portion de surface est revêtue par un empilement de couches minces comportant une couche métallique à propriétés intrinsèque de conductivité électrique, cette couche métallique étant associée à une couche barrière électrochimique, cette couche barrière électrochimique étant associée à une couche assurant la compatibilité biologique et chimique.

Description

ELECTRODE POUR SYSTEME MICROFLUIDIQUE
La présente invention concerne une électrode pour un système micro fluidique. Les systèmes microfluidiques sont des structures connues utilisées en chimie, physico-chimie & biologie, en particulier dans les domaines suivants :
- la microréaction qui vise à produire toutes sortes de composés (molécules, particules, émulsions, ...) à partir de réactifs de départ introduits dans un système micro fluidique qui joue le rôle de réacteur de synthèse,
- la caractérisation qui a pour but de mesurer des propriétés physique, chimique ou biologique de produits au cours des étapes de recherche et de développement ou lors de la production, - la microanalyse qui a pour but de détecter des composés spécifiques, et généralement de mesurer leur teneur, dans des échantillons de provenance variée, en particulier dans des fluides biologiques. Le système micro fluidique assure ici la fonction de détecteur. Le rôle des systèmes microfluidiques ne se limite pas cependant aux fonctions précitées; notamment, les systèmes microfluidiques peuvent être conçus pour fonctionner en tant qu'échangeurs de chaleur, filtres, mélangeurs, des extracteurs, séparateurs (par exemple opérant par électrophorèse), dispositifs permettant de générer des gouttes de dimension donnée ou des particules solides, ou en tant que dispositifs permettant d'effectuer des opérations particulières (lyse cellulaire, amplification d'ADN, ...).
La miniaturisation des systèmes d'analyse chimique ou biologique constitue une tendance marquée de la chimie et de la biochimie analytique. Cela permet d'une part, de réduire les temps d'analyse, et d'autre part, de diminuer la quantité de réactifs nécessaire. La miniaturisation permet également d'intégrer dans un même système plusieurs étapes d'un protocole de détection, ce qui augmente rautomatisation et donc diminue les coûts de manutention. La miniaturisation implique des volumes de détection de plus en plus faible, d'où le développement des techniques de détection et la mise au point de composant de détection de plus en plus sensible. Au titre de ces composants, on connaît des électrodes de détection, en particulier électrochimique, qui sont généralement à base d'or ou de platine pour garantir la stabilité électrochimique et la compatibilité biologique et chimique. Généralement ces matériaux nobles sont déposés sur des supports ou substrats rigides à base de matière inorganique (verre silico-sodo-calcique) ou de matière organique, en particulier les thermoplastiques (polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyimide...). Malheureusement, des défauts ou des irrégularités de surface peuvent exister ce qui nécessite de combler ces derniers par une épaisseur élevée de métal noble pour à la fois assurer une conductivité importante et/ ou empêcher toute contamination entre l'échantillon testé et le matériau support.
Or dans ce type d'application relevant des analyses à caractère médical et/ ou biomédical et des analyses de criblages haut débit, il est recommandé d'utiliser des composants à usage unique, qui sont généralement jetés après utilisation. On comprend alors que jeter des électrodes de détection de l'art antérieur revêtues d'une épaisseur non négligeable de matériau noble n'est pas économiquement viable, bien qu'il existe des filières de récupération et de valorisation, et que toute solution plus économique et répondant aux critères de stabilité électrochimique et de compatibilité biologique serait à rechercher.
La présente invention se propose de pallier aux inconvénients des électrodes de détection électrochimique de l'art antérieur en proposant une configuration économique d'électrode à couches métalliques biologiquement compatible et électrochimiquement stable (stabilité en fonctionnement et stabilité durant l'éventuel stockage).
A cet effet l'électrode de détection pour système micro fluidique selon l'invention se caractérise en ce qu'elle comporte un substrat dont au moins une portion de surface est revêtue par un empilement de couches minces comportant une couche métallique à propriétés intrinsèques de conductivité électrique, cette couche métallique étant associée à une couche dite barrière électrochimique, cette couche barrière électrochimique étant associée à une couche terminale assurant la compatibilité biologique et la fonctionnalité électrochimique (échange de charge électriques avec des molécules de l'échantillon). Cette dernière couche assure également l'inertie chimique et biologique de l'électrode.
Grâce à cette structure d'empilement particulière, il est possible d'obtenir, à moindre coût, une électrode de détection présentant une tenue électrochimique et une compatibilité chimique et biologique qui rend son utilisation possible au sein des systèmes d'analyse micro fluidique. La couche terminale permet en outre un échange de charges électriques avec des molécules de l'échantillon biologique. Cette dernière couche assure également l'inertie chimique et biologique de l'électrode.
La figure unique montre l'oxydation de l'électrode en fonction de la tension appliquée.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ ou à l'autre des dispositions suivantes :
- la couche métallique est à base d'un matériau pur choisi parmi l'argent, ou le cuivre, le zinc, ou l'aluminium
- la couche barrière électrochimique est à base d'un métal ou à base d'un nitrure de ce métal, ce métal pouvant par exemple être le titane , ou un oxyde à conduction électronique du type oxyde de zinc dopé aluminium (ZnO :A1), de oxyde mixte d'indium et d'étain (ITO), de l'oxyde mixte d'indium et de zinc (IZO) - la couche de compatibilité chimique et biologique est à base d'un matériau métallique noble choisi par exemple parmi l'or ou le platine ou tout autre métal compatible avec les produits à tester. - A -
- l'épaisseur de la couche métallique est comprise entre 50 à 1000 nm de préférence comprise entre 150 à 500 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 200 nm.
- l'épaisseur de la couche barrière électrochimique est comprise entre 10 à 100 nm de préférence comprise entre 15 à 50 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 20 nm.
- l'épaisseur de la couche de compatibilité chimique et biologique est comprise entre 10 à 100 nm de préférence comprise entre 15 à 50 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 20 nm.
- Elle comporte en outre une couche d'accroché entre le substrat et la couche métallique
- l'épaisseur de la couche d'accroché entre 2 et 10 nm - elle comprend un empilement de couches du type Cu/TiNi/Au ou du type TiN/Ag/Ti/Au
Selon un mode préféré de réalisation, l'électrode de détectionpour système microfluidique présente une résistivité électrique comprise entre 0.1 et 10 ohm. carré, ce qui rend son utilisation en tant qu'électrode parfaitement satisfaisante. De préférence, notamment pour atteindre ce niveau de résistivité, elle a une épaisseur totale comprise entre 200 et 500nm.
L'électrode selon l'invention est déposée, par exemple, par des techniques de dépôt sous vide (par exemple par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique) ou par électrodéposition sur un substrat, qui constituera ainsi avec l'électrode un système microfluidique .
Le substrat du système microfluidique peut être constitué de matériaux de différentes natures.
Il peut être par exemple en polymère, silicium ou métal. Cependant, ces matériaux ne sont pas satisfaisants à de nombreux égards : - les polymères sont le plus souvent sensibles à certains solvants organiques, résistent difficilement aux traitements prolongés à des températures supérieures à 200-3000C, se déforment sous l'effet de la pression, et ne sont pas entièrement inerte chimiquement (ils peuvent adsorber des composés présents dans les fluides, éventuellement les relarguer par la suite). En outre, l'état de surface des polymères est difficile à contrôler, en particulier parce qu'il peut évoluer dans le temps. Enfin certains polymères ne sont pas adaptés aux techniques de détection opérant par spectroscopie, en particulier Raman, du fait des perturbations qu'ils peuvent occasionner. Des polymères récemment développés permettent de s'affranchir de certains des points mentionnés ci-dessus comme les polymères fluorés ou des polymères « glassy-like » comme les copolymère-oléfine-cycliques (COC). Néanmoins la fonctionnalisation de ces polymères est particulièrement difficile. - le silicium est coûteux, n'est pas compatible avec certains fluides, n'est pas transparent et son caractère semi-conducteur empêche toute mise en œuvre de techniques de pompage électrodynamique et électroosmotique des fluides. De surcroît, les méthodes utilisées pour former les microstructures telles que la photolithographie et la DRIE (« Deep Reactive Ion Etching » en anglais) sont coûteuses car elles imposent de travailler dans des enceintes protégées placées sous une atmosphère contrôlée,
- les métaux sont susceptibles de se corroder, ne sont pas transparents ni compatibles avec certains fluides biologiques, et ne sont pas compatible avec l'utilisation de fonction électrique.
On préférera utiliser en tant que substrat support pour l'électrode selon l'invention, du verre, de la vitrocéramique ou de la céramique.
Ces matériaux sont appréciés pour leur caractère isolant qui autorise le transport des fluides par électrocinétique et électroosmose, leur inertie chimique, leur stabilité dimensionnelle, leur bon état de surface et leur aptitude à pouvoir être modifiés chimiquement en surface de manière durable. Le verre est préféré pour son coût, sa facilité de mise en œuvre et sa transparence qui permet l'observation au cours des phases de développement des systèmes et l'utilisation de systèmes de détections complémentaires basées sur des méthodes optiques. Sur ce substrat à fonction verrière on déposera sur au moins une portion de surface de ce substrat un empilement de couches minces dont la structure est la suivante
- une couche métallique à propriétés intrinsèques de conductivité électrique qui est à base d'un matériau pur choisi parmi l'argent, ou le cuivre, le zinc, l'aluminium et dont l'épaisseur est comprise entre 50 à 1000 nm de préférence comprise entre 150 à 500 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 200 nm.
- une couche barrière électrochimique qui est à base d'un métal ou à base d'un nitrure de ce métal, ce métal pouvant par exemple être le Titane ou un oxyde à conduction électronique du type ZnO : Al, ITO, IZO)
- une couche de compatibilité chimique et biologique qui est à base d'un matériau métallique noble choisi parmi l'or, le platine. En variante une couche d'accroché de quelques nanomètres, par exemple en 1 et 10 nm, est déposée entre le substrat et la couche métallique. Cette couche d'accroché peut être à base de titane, de chrome, de nickel
Bien entendu d'autres procédés de dépôt peuvent être utilisés, compatibles avec le substrat et la nature des couches, comme par exemple les procédés de CVD (Chemical Vapor Déposition), d'électroplating, de pulvérisation...
On donne ci après un exemple de réalisation d'une électrode pour système micro fluidique selon invention - Verre de 0.7 mm sodocalcique et revêtu d'un empilement de couches minces déposées par magnétron du type Cu/TiNi/Au. Cette électrode présente une résistivité de 1 Ohm. carré et une compatibilité biologique permettant l'interaction électrochimique de l'électrode avec des protéines en solution, sans les dégrader.
L'électrode de détection électrochimique subit ensuite des traitements de surfaces permettant après enlèvement de matière formant l'empilement de conformer une pluralité de cellules de détection.
Le réseau de cellules de détection peut être obtenu par gravure physique, notamment par sablage (« sand blasting » en anglais) ou par irradiation au moyen d'un laser CO2 (JP-A-2000-298109), ou par gravure chimique de l'empilement.
On peut également former le réseau de cellules de détection en plusieurs étapes (dépôtAg/gravureAg - dépôtTi/gravureTi dépôtAu/gravureAu) ce qui permet de moduler les dimensions latérales des chacun des dépôts, en particulier pour s'affranchir d'éventuelles contamination par les bords.
Une méthode de dépôt basée sur l'électrodéposition est également bien adaptée.
On peut également envisager une procédure de « lift-off », connu de l'homme de l'art.
Le substrat à fonction verrière présente avantageusement des dimensions importantes afin que plusieurs motifs puissent être réalisés simultanément, et que par conséquent on puisse obtenir en une seule opération un nombre élevé de cellules de détection. Ainsi, il est possible d'utiliser des substrats présentant une surface pouvant atteindre plusieurs mètres carrés, ce qui permet de réaliser plusieurs milliers de cellules de détection sur un substrat unique pouvant être découpé ultérieurement en éléments complets unitaires.
Les cellules de détection obtenues conformément à l'invention présentent des microstructures ayant une section sensiblement carrée ou rectangulaire, qui peut être légèrement arrondie au niveau du substrat, ayant une profondeur pouvant aller de plusieurs dizaines de microns jusqu'à quelques μm, voire inférieure au micron. Les systèmes entièrement en verre sont intéressants en ce que le ou les substrats qui les constituent ont une épaisseur faible et sont transparents, ce qui permet leur utilisation dans des techniques complémentaires de détection optique. Afin de vérifier la tenue électrochimique de l'empilement, on pourra se reporter à la figure unique qui montre l'oxydation de l'électrode en fonction de la tension appliquée. L'électrode d'Ag pure est oxydée dès 0.4 V avec un pic d'oxydation centré autours de 0.5-0.6 (Courbe pointillés). Une sur couche de 20 nm d'Au limite légèrement l'oxydation de l'Ag (Courbe points carrés). La protection la plus efficace est obtenue avec la couche barrière électrochimique de Ti (12 nm) où 1'Ag ne commence à être oxydé qu'a partir de 1.5 V (Courbe ligne continue) .
Pour évaluer la tenue électrochimique de l'électrode, celle-ci subi un cycle d'oxydation à l'aide d'un montage dit 'à trois électrodes' avec une électrode travail (électrode étudiée), une électrode référence (Electrode au Calomel Saturé) et une contre-électrode (verre + 500 nm ITO) plongées dans un électrolyte liquide H3PO4 (acide orthophosphorique ).

Claims

REVENDICATIONS
1. Electrode de détection pour système microfluidique caractérisée en ce qu'elle comporte un substrat à fonction verrière dont au moins une portion de surface est revêtue par un empilement de couches minces comportant une couche métallique à propriétés intrinsèque de conductivité électrique, cette couche métallique étant associée à une couche barrière électrochimique, cette couche barrière électrochimique étant associée à une couche assurant la compatibilité chimique et biologique.
2. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon la revendication précédente caractérisée en ce que la couche métallique est à base d'un matériau pur choisi parmi l'argent, ou le Cu ou le Zn ou l'Ai
3. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon la revendication 1 caractérisée en ce que la couche barrière électrochimique est à base d'un métal ou à base d'un nitrure de ce métal, ce métal étant choisi parmi le titane, un oxyde métallique de type ZnO : Al, ITO, IZO.
4. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon la revendication 1 caractérisée en ce que la couche de compatibilité biologique est base d'un matériau métallique noble choisi parmi l'or, le platine ou tout autre métal compatible avec les produits à tester.
5. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche métallique est comprise entre 50 à 1000 nm de préférence comprise entre 150 à 500 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 200 nm.
6. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon des revendications 1 ou 3 caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche barrière électrochimique est comprise entre 10 à 100 nm de préférence comprise entre 15 à 50 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 20 nm.
7. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon l'une des revendications 1 ou 4 caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche de compatibilité biologique est comprise entre 10 à 100 nm de préférence comprise entre 15 à 50 nm, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisine de 20 nm.
8. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une couche d'accroché entre le substrat et la couche métallique.
9. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche d'accroché est comprise entre 2 et 10 nm.
10. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle présente une résistivité comprise entre 0.1 et 10 Ohm. carré.
1 1. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'épaisseur de l'empilement de couches minces est comprise entre 200 et 1000 nm.
12. Electrode de détection pour système micro-fluidique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend un empilement de couches du type Cu/TiN/Au ou du type TiN/Ag/Ti/Au.
13. Electrode de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu'elle comporte une pluralité de cellules de détection.
EP08835770A 2007-09-18 2008-09-08 Electrode pour systeme microfluidique Withdrawn EP2193363A1 (fr)

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FR0757646A FR2921157A1 (fr) 2007-09-18 2007-09-18 Electrode pour systeme microfluidique
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Publication Number Publication Date
EP2193363A1 true EP2193363A1 (fr) 2010-06-09

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08835770A Withdrawn EP2193363A1 (fr) 2007-09-18 2008-09-08 Electrode pour systeme microfluidique

Country Status (3)

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FR (1) FR2921157A1 (fr)
WO (1) WO2009044063A1 (fr)

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