FR2971500A1

FR2971500A1 - Microsysteme pour des applications fluidiques, son procede de fabrication et d'utilisation pour un microsysteme

Info

Publication number: FR2971500A1
Application number: FR1251172A
Authority: FR
Inventors: Manuela Schmidt; Martina Daub; Jochen Rupp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-08-17
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: DE102011003856B4; FR2971500B1; US20120214254A1; CN102633226A; US9309879B2; ITMI20120113A1; DE102011003856A1

Abstract

Microsystème (10) pour des applications fluidiques comportant un substrat (20) avec un réservoir (15) relié à un premier microcanal (16) séparé d'un second microcanal (18). Un film élastique (13) couvre le substrat (20) par un assemblage autour du réservoir (15) et le ferme. L'assemblage a une surface permanente alors qu'au niveau de l'entretoise (17) la surface (31) peut être rompue tout en étant reliée aux surfaces d'assemblage permanentes aux deux extrémités de l'entretoise (17). Le réservoir contient une réserve de réactif.

Description

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un microsystème dans des applications fluidiques ainsi que son procédé de fabrication et son procédé d'utilisation.

Etat de la technique Dans les microsystèmes tels que ceux utilisés par exemple pour des diagnostics ou de l'analyse, il faut introduire un réac-tif. Ces microsystèmes sont de manière idéale des produits jetables stérilisés et c'est pourquoi, ils sont habituellement en matière plastique. io La procédure usuelle selon l'état de la technique, consiste à introduire le liquide réactif au cours du protocole de réaction (test). Cet apport se fait par des appareils externes, tels que par exemple des pompes d'injection reliées par des tuyaux ou systèmes microfluidiques. Une autre possibilité consiste à introduire le liquide par des pipettes. Le 15 liquide est contenu dans des petits pots installés au niveau des orifices du canal. I1 a été proposé de mettre des réactifs liquides dans des systèmes microfluidiques. Pour cela, on prépare des ampoules de verre avec du liquide que l'on place dans le microcanal. Pendant le déroule-ment des tests, on détruit mécaniquement les ampoules de liquide pour 20 permettre de les vider. Le dosage d'un liquide réactif à partir de l'extérieur, effectué par l'utilisateur et/ou un équipement, sont exposés à l'influence de défaut ou de variations de volume, de contamination du liquide ou à l'addition de mauvais réactifs. Le document US 2006/0076068 décrit des possibilités 25 pour utiliser dans les microsystèmes une membrane comme vanne ou comme pompe. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un microsystème pour des applications fluidiques comportant un substrat avec un réservoir, 30 un premier microcanal relié au réservoir et un second microcanal séparé du premier microcanal par une entretoise ainsi qu'un film élastique sur le substrat qui comporte un assemblage au substrat autour du réservoir et ferme le réservoir, - l'assemblage ayant une surface d'assemblage permanente et une 35 surface d'assemblage d'entretoise susceptible d'être rompue au ni- 2 veau de l'entretoise, qui rejoint aux deux extrémités de l'entretoise, la surface d'assemblage permanente. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un microsystème pour des applications fluidiques comprenant un s substrat avec un réservoir, un premier microcanal relié au réservoir et un second microcanal séparé du premier microcanal par une entretoise, procédé comprenant les étapes suivantes : a. remplir le réservoir d'un liquide réactif, b. appliquer un film sur le substrat et l'assembler au substrat, io * le film formant un assemblage avec le substrat autour du réservoir qui constitue une surface d'assemblage avec le substrat, qui peut être rompue pour séparer le premier microcanal et le second microcanal sur l'entretoise. L'invention a également pour objet un procédé d'utilisa- is tion d'un microsystème pour des applications fluidiques comprenant un substrat avec un réservoir rempli d'un liquide réactif, d'un premier microcanal relié au réservoir et une barrière fluidique susceptible d'être rompue, séparant le premier microcanal du second microcanal, * le réservoir étant scellé par un film élastique, selon les étapes sui- 20 vantes : a. déformer le film dans le réservoir et refouler le liquide réactif hors du réservoir, b. rompre la barrière fluidique susceptible d'être rompue, c. transférer le liquide réactif du réservoir à travers le premier microca-25 nal le long de la barrière fluidique rompue dans le second microcanal. L'invention repose sur une structure multicouche formée d'un substrat plat, rigide, de forme stable et d'une membrane ou film mobile élastiquement. Le substrat comporte au moins une cavité pour 30 recevoir des réactifs à l'état liquide, ainsi que d'un microcanal séparé par un point de rupture de consigne pour vider le réservoir. Une membrane élastique scelle la cavité. En déformant la membrane dans la cavité, on repousse le liquide vers le canal d'évacuation en générant ainsi une plus forte pression du liquide dans la zone du canal à proximité de 3 la position de rupture de consigne, en ce que la membrane est déformée vers le haut. Le point de rupture de consigne est conçu pour que lors-qu'on dépasse une pression critique, elle se rompt. Cet effet peut s'ob- s tenir en appliquant différentes techniques, telles que par exemple le soudage de film en utilisant certains paramètres de soudage ou en ayant certaines géométries du cordon d'assemblage ou de la zone d'assemblage. De cette manière, on peut également installer plusieurs réservoirs dans un même système et ces réservoirs se cassent à des io pressions de ce type différentes. Le débattement de la membrane pour vider le réservoir peut être fait par exemple mécaniquement, thermiquement ou pneumatiquement. La destruction du point de rupture de consigne crée une liaison fluidique entre le canal de sortie et le réservoir. ls L'invention a pour objet un procédé pour enfermer un liquide réactif pendant le procédé de fabrication d'un système microfluidique. L'invention permet l'ouverture ciblée et le branchement ensuite complet ainsi l'évacuation active du réservoir de liquide à un instant déterminé pendant le déroulement du test. 20 Un avantage important de l'invention est d'éviter le stockage de grandes quantités de liquide dans des réservoirs externes reliés au système microfluidique et les problèmes de stérilisation qui peuvent aller jusqu'à fausser les résultats d'analyse. D'autres avantages de l'invention sont les suivants : le 25 procédé de fabrication décrit utilisant des polymères et le soudage au laser, permettent une fabrication économique de microsystèmes jetables pour les applications concernées. Le liquide peut être stocké sous un volume fermé, protégé. Le volume peut être contrôlé en qualité, c'est-à-dire être parfaite- 30 ment précis, disponible au cours du procédé de fabrication. Le réservoir est ouvert seulement précisément au moment de l'utilisation, ce qui minimise l'influence des erreurs sur le déroulement des essais à cause de l'influence du transport et de l'application. Le réservoir se trouve exactement à l'endroit de son utilisation dans le microsystème, ce qui réduit 35 au minimum les volumes morts. On évite ainsi toute contamination et 4 on augmente la précision du dosage par comparaison à la précision réalisable avec les pompes d'injection reliées au microsystème par des tuyaux. L'utilisateur ne vient en général pas en contact avec les réactifs, ce qui améliore les questions d'hygiène. Comme le réservoir est vidé de s manière active, on arrive à un système très simple et une économie de temps par comparaison avec l'utilisation de pipettes. En outre, on économise des interventions manuelles, par exemple si l'on soude par laser. Le procédé de fabrication adéquat permet également d'utiliser des réactifs thermiquement sensibles. De plus, on évite une étape d'emballage supplémentaire. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'un microsystème selon l'invention représenté dans les dessins annexés dans lesquels : ls - la figure 1 montre dans ses parties 1A-1D des représentations schématiques d'un détail d'un microsystème selon un mode de réalisation de l'invention, en coupe longitudinale aux figures 1A et 1C et en vue de dessus aux figures 1B, 1D avec chaque fois une surface d'assemblage d'entretoise intacte, dans les figures 1A, 1B et une surface 20 d'assemblage d'entretoise rompue dans les figures 1C, 1D, - la figure 2 montre dans ses parties 2A-2D des représentations schématiques d'un détail d'un microsystème correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention avec une coupe longitudinale à la figure 2A, 2C et des vues des segments aux figures 2B, 2D avec 25 chaque fois une surface d'assemblage intacte aux figures 2A, 2B et une surface d'assemblage d'entretoise rompue aux figures 2C et 2D, - la figure 3 montre dans ses parties 3A-3C des représentations schématiques d'un détail d'un microsystème selon un autre mode de réalisation de l'invention avec une surface d'assemblage d'entretoise 30 rompue à la figure 3A, une vue de dessus à la figure 3B et une vue à échelle agrandie de la découpe à la figure 3C, - la figure 4 montre un ordinogramme du procédé de fabrication pour un microsystème selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 montre un ordinogramme du procédé d'utilisation d'un 35 microsystème selon l'invention. Description de modes de réalisation La figure 1 montre une structure et le fonctionnement d'un microsystème selon un mode de réalisation de l'invention pour un détail du microsystème 10. La vue en coupe de la figure lA montre la 5 structure stratifiée du microsystème 10 avec une forme pratiquement en surface ayant une couche de base de substrat 11, une couche de fluide sur le substrat 12 ainsi qu'un film élastique 13 couvrant la couche de fluide de substrat 12. La couche de base de substrat 11 n'est pas structurée et constitue simplement un support solide. La couche io fluidique 12 du substrat comporte les composants d'un réseau flui- dique. La vue en coupe représentée montre un réservoir 15 avec un premier microcanal 16 relié au réservoir 15 et un second microcanal 18 séparé du premier microcanal 16 par une entretoise 17. A l'extérieur 15 du détail représenté, d'autres composants d'un réseau fluidique sont reliés au second microcanal 18. La couche de base de substrat 11 et la couche fluidique de substrat 12 forment en combinaison un substrat 20. Le substrat 20 a une surface supérieure 21 adjacente au film 13. Le matériau du substrat arrive à la surface supérieure 21 dans la zone 22 20 de même que l'orifice 19 du réservoir 15, l'extrémité 27 non tournée vers le réservoir 15 du premier microcanal 16 ainsi que le second microcanal 18. Le réservoir 15 et le microcanal 16 sont remplis de liquide réactif 23. Le second microcanal 18 n'est pas nécessairement rempli de liquide réactif. 25 La partie de la figure 1B montre l'assemblage du film 13 au substrat 20. Le film 13 est relié en surface dans la zone 22 au substrat 20. Le film 13 forme un premier segment de films 24 élastique sur le substrat 20 qui ferme le réservoir 15 avec une surface d'assemblage 25, continue, permanente, périphérique, du substrat 20. Le film 13 30 forme un second segment de film 26 élastique sur le substrat 20 couvrant l'entretoise 17, les extrémités 27, 28 du premier et du second microcanal 16, 18. Le second segment de film 26 comporte à sa périphérie une surface d'assemblage 30, permanente avec le substrat 20 et au ni-veau de l'entretoise 17, il a une surface d'assemblage d'entretoise 31 qui 6 peut être rompue avec le substrat 20 se poursuivant aux deux extrémités 32 de l'entretoise 17 par une surface d'assemblage permanente 30. Le premier microcanal 16 passe entre le réservoir 15 et l'extrémité 27 à l'opposé de la surface supérieure 21 du substrat. Le ré- s servoir 15 et le premier microcanal 16 relié à celui-ci, sont remplis de liquide réactif 23. Ils forment en combinaison la cavité 34 qui est complètement entourée par le substrat 20, le premier segment de film 24 et le second segment de film 26. La surface d'assemblage périphérique 25 continue du premier segment de film 24 scelle l'ouverture 19 du réservoir 15. Du fait de la surface d'assemblage permanente 30 et de la sur-face d'assemblage d'entretoise 31 adjacente du second segment de film 26, l'extrémité 27 opposée du premier microcanal 16, est scellée. En conséquence, les cavités 34, reliées, sont scellées par les segments de film 24, 26. ls Le film 13 est également relié au substrat 20 au-delà de la partie représentée de façon que le film 13 couvre le second microcanal 18. Le second microcanal 18 n'a de ce fait aucune ouverture vers l'extérieur. Les surfaces d'assemblage permanentes 25, 30 sont réunies comme surface d'assemblage permanente 29. Le film 13 sur le substrat 20 20 a ainsi une surface d'assemblage 33 avec le substrat 20 autour du réservoir 15 fermant ainsi le réservoir 15 ; l'assemblage 33 comprend la surface d'assemblage permanente 29 et la surface d'assemblage d'entre-toise 31, qui peut être rompue au niveau de l'entretoise 17 et rejoint la surface d'assemblage permanente 29 aux deux extrémités de l'entre- 25 toise 17. Le fonctionnement de la partie du microsystème 10 sera expliqué à l'aide des figures 1C et 1D. Tout d'abord, on enfonce le premier segment de film élastique 24 dans le réservoir 15 comme cela est représenté par la flèche 37. Du volume de liquide réactif 23 est ainsi 30 refoulé des cavités 34 poussant contre le second segment de film 26 élastique et le déformant. I1 se forme une cavité de refoulement sous le second segment de film 26 au niveau de l'extrémité 27 du premier microcanal 16 qui reçoit le liquide réactif 23 refoulé. Lorsque le second segment de film 26 est suffisamment déformé, l'assemblage 33 entre le 35 substrat 20 et le film 13 se casse au niveau de la surface d'assemblage 7 d'entretoise 31, susceptible d'être rompue. Au-dessus de l'entretoise 17 et les extrémités 27, 28 du premier et du second microcanal 16, 18, il se forme une cavité 36 à travers laquelle passe le liquide réactif 23 du premier microcanal 16 dans le second microcanal 18. s Les figures 1C et ID montrent l'état de la partie du microsystème 10 après rupture de la surface d'assemblage d'entretoise 31. Le film 13 est enfoncé dans la direction de la flèche 37 dans le réservoir 15. La surface d'assemblage d'entretoise 31 est rompue au milieu 40 par rapport aux résidus 41 qui subsistent. Le liquide réactif 23 ne remplit alors plus qu'une partie 38 du réservoir 15 mais remplit le premier microcanal 16, la cavité 36 et le second microcanal 18. Dans ce mode de réalisation, la surface d'assemblage d'entretoise 31 susceptible d'être rompue, a la forme d'une pointe de flèche en direction du premier microcanal 16. Cela se traduit par la rup- in ture définitive de la surface d'assemblage d'entretoise 31 susceptible d'être rompue dans sa fonction comme point de rupture de consigne. Dans ce mode de réalisation, le substrat 20 a une couche fluidique de substrat 12 adjacente aux segments de film 24, 26 avec une structure fluidique et une couche de base de substrat 11 au regard 20 des segments de film 24, 26 comme couche de couverture. Toute l'épaisseur de la couche fluidique de substrat 12 peut être utilisée comme cavité pour le réservoir 15 et le premier microcanal 16. Cela facilite la fabrication de microsystèmes car toutes les cavités adjacentes à la couche de couvercle, sont délimitées par cette couche de couvercle. 25 Le film 13 et ainsi le premier et le second segment de film 24, 26, sont de préférence en un polymère élastique, tel que par exemple du polyuréthane. Le substrat 20 a de préférence un polymère thermoplastique comme par exemple du polycarbonate. Les volumes avantageux de la cavité du réservoir 15 ont une capacité de 1 gl jusqu'à 30 500 µl. A côté des polymères on peut également envisager des combinaisons de matière formées de substrat élastique et de forme stable qui sont reliés l'un à l'autre localement par des procédés de fabrication appropriés, par exemple par la soudure aux ultrasons, la soudure par collage, la soudure laser, la soudure par micro-ondes. 8 Le microsystème 10 selon l'invention forme une puce de processeur avec une réserve de réactif. En enfonçant le film 13 et en cassant le scellé des cavités reliées au liquide réactif 23, une quantité définie de liquide réactif 23 peut passer en une seule fois ou en plu- s sieurs fois dans le second microcanal 18 et ainsi arriver à un endroit quelconque du système fluidique. La figure 2 montre dans ses parties 2A, 2B, 2C, 2D, un détail d'un microsystème 50 correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention, en coupe longitudinale avec une surface d'assemblage d'entretoise intacte dans la figure 2A et une surface d'assemblage d'entretoise cassée à la figure 2B. A la différence du microsystème 10 de la figure 1, le microsystème 50 comporte une seule couche de substrat 51. Le substrat 51 a un réservoir 52 avec un premier microcanal 53 relié au réservoir ls 52 et un second microcanal 55 séparé du premier microcanal 53 par une entretoise 54. Toutes les cavités du réseau fluidique n'arrivent pas au niveau du côté inférieur 56 du substrat 51, mais au niveau du côté supérieur 57 où se trouve un film 58. C'est pourquoi, le premier microcanal 53 issu du réser- 20 voir 52 arrive jusqu'à l'entretoise 54 du côté supérieur 57 du substrat 51. Le réservoir 52 et ainsi le premier microcanal 53 relié à celui-ci, sont remplis de liquide réactif 59. Ils forment la cavité 60 arrivant au côté supérieur 57. Le film élastique 58 ferme le réservoir et couvre l'entretoise 54 ainsi que les extrémités 67, 68 du premier et du second mi- es crocanal 53, 55. Le film élastique 58 présente une surface d'assemblage 65 permanente avec le substrat 51 autour du réservoir 52 et une sur-face d'assemblage d'entretoise 66 susceptible d'être rompue au niveau de l'entretoise 54 pour le substrat ; ces cavités arrivent aux deux extrémités 67, 68 de l'entretoise 54 contre la surface d'assemblage perma- 30 n e n t e 65. La surface d'assemblage permanente 65 et la surface d'assemblage d'entretoise 66 adjacente, forment une liaison avec le substrat 51 et le réservoir 52 pour fermer le réservoir 52. Dans ce mode de réalisation avec le réservoir 52 et la liaison avec le canal d'évacuation 55 sur une surface du substrat 51, on peut prévoir avantageusement 35 un actionnement par poussoir pour vider le réservoir 52. 9 Les figures 2C et 2D montrent l'état du détail du micro-système 50 après rupture de la surface d'assemblage d'entretoise 66. Le film 58 a été enfoncé dans le réservoir 52. La surface d'assemblage d'entretoise 66 est cassée au milieu 70 en laissant des restes 71. Le liquide s réactif 59 remplit alors la partie 72 du réservoir 52 en remplissant d'abord le premier microcanal 53, la cavité 73 et le second microcanal 55. La figure 3 montre dans ses parties 3A, 3B, 3C, un microsystème 80 correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention dont la surface d'assemblage d'entretoise a été cassée. Le microsystème 80 comme le microsystème 10 de la figure 1, comporte une couche de base de substrat 81, une couche de substrat fluidique 82 sur la couche de substrat de base 81 ainsi qu'un film élastique 83 couvrant la couche fluidique de substrat 82. La couche de base de ls substrat 81 et la couche fluidique de substrat 82 forment le substrat 84. La partie représentée montre un réservoir 85 avec un premier microcanal 86 relié au réservoir 85 et un second microcanal 88 séparé du premier microcanal 86 par une entretoise 87. Le second mi- 20 crocanal 88 est relié, en-dehors de la partie représentée, à d'autres composants d'un réseau fluidique. Le film 83 comporte une surface d'assemblage 89, permanente, avec le substrat 84 et une surface d'assemblage d'entretoise, susceptible d'être rompue et qui est représentée ici cassée, avec un substrat 84 qui rejoint aux deux extrémités de l'en- 25 tretoise 87, la surface d'assemblage permanente 89. A la différence du microsystème 10 de la figure 1, le microsystème 80 a une couche protectrice 92 couvrant le film 83 à l'opposé du substrat 84 avec une cavité 93 dans la zone de la surface d'assemblage susceptible d'être rompue au niveau de l'entretoise 87 et 30 une cavité 94 dans la zone du réservoir 85. La couche protectrice 92 protège d'une part le film 83 contre tout dommage et offre en même temps une protection contre la sortie de liquide réactif 95 si le film 83 se déchire au niveau du réservoir 85 ou de l'entretoise 87. La cavité 94 ne permet qu'un débattement local de la membrane ou du film 83. Le 35 débattement de la membrane élastique ou du film 83 se traduit par la 2971500 io destruction de l'assemblage complet dans cette zone et par la réalisation d'une communication de fluide entre le premier microcanal 86 et le second microcanal 88. La figure 3C montre à échelle agrandie comment la sur- s face d'assemblage d'entretoise du film 83 a été arrachée au niveau de l'entretoise 87. L'entretoise 87 et les extrémités du premier et du second microcanal 86, 88, forment une cavité par laquelle du liquide réactif 95 passe du premier microcanal 86 au second microcanal 88. Un microsystème 10, 50, 80 forme une puce de traiteio ment avec des consignes de réactif. La figure 4 montre un ordinogramme 100 d'un procédé de fabrication d'un microsystème 10, 50, 80 selon un mode de réalisation de l'invention. Le procédé de fabrication a pour point de départ un microsystème 10, 50, 80 pour des applications fluidiques avec un subs- is trat 20, 51, 84 comportant un réservoir 15, 52, 85, un premier micro-canal 16, 53, 86 relié au réservoir 15, 52, 85 et un premier microcanal 16, 53, 86 séparé du second microcanal 18, 55, 88 par une entretoise séparée. On commence par l'étape de procédé a) consistant à remplir le réservoir 15, 52, 85 avec du liquide réactif. Ensuite, on passe à l'étape 20 de procédé b) consistant à l'installer sur le substrat 20, 51, 84 et à as-sembler par une liaison par la forme le film 13, 64, 58, 83 au substrat 20, 51, 84 ; le film 13, 64, 58, 83 forme autour du réservoir 15, 52, 85 un assemblage avec le substrat 20, 51, 84 qui forme une surface d'assemblage avec le substrat 20, 51, 84 séparant le premier et le second 25 microcanal 16, 53, 86 ; 18, 55, 88 et qui peut être rompue sur l'entre-toise avec le substrat 20, 51, 84. Le remplissage du réservoir 15, 52, 85 avec du liquide réactif se fait par exemple à l'aide d'un robot à pipette qui remplit le liquide réactif par exemple un tampon PCR, un tampon de Lyse, un tam- 30 pon de lavage, un tampon d'élution dans le réservoir 15, 52, 85. La membrane du film 13, 58, 64, 83 est placée sur le substrat 20, 51, 84 pour être soudée par une liaison par la forme de façon à emprisonner le liquide réactif dans le réservoir 15, 52, 85. L'assemblage se fait localement de préférence par soudage par laser, sou- 35 dage par ultrasons, soudage par micro-ondes ou collage le long du ii contour du réservoir 15, 52, 85. Pour cela, la surface d'assemblage susceptible d'être rompue est réalisée comme point de rupture de consigne de la membrane ou du film 13, 64, 58, 83. Le point de rupture de con-signe s'obtient en utilisant des paramètres d'assemblage plus faibles s que ceux de l'assemblage permanent de la membrane, par exemple un cordon de soudure plus étroit ou en ce qu'on réalise une forme de cor-don d'assemblage pour concentrer les tensions mécaniques en un point. Dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, on a appliqué les deux possibilités, à savoir d'une part un cordon de soudure io étroit du film 13, 64, 58, 83 sur l'entretoise avec une soudure en sur-face du film 13, 64, 58, 83 à la surface du substrat et d'autre part, un cordon de soudure des films 13, 64, 58, 83 sur l'entretoise sous la forme d'une pointe de flèche concentrant les tensions mécaniques au niveau de la pointe. ls La figure 5 montre un ordinogramme 110 du procédé d'utilisation d'un microsystème 10, 50, 80 selon un mode de réalisation de l'invention. Le procédé d'utilisation a pour point de départ un micro-système 10, 50, 80 pour des applications fluidiques avec un substrat comportant un réservoir 15, 52, 85 rempli d'un liquide réactif, d'un 20 premier microcanal relié au réservoir 15, 52, 85 et d'un second micro-canal séparé du premier microcanal par une barrière fluidique susceptible d'être cassée ; le réservoir est scellé par un film élastique. On commence par l'état de procédé a) consistant à déformer le film 13, 64, 58, 83 dans le réservoir 15, 52, 85 et refouler du liquide réactif hors du 25 réservoir 15, 52, 85. Ensuite, on applique l'étape de procédé b) consistant à casser la barrière fluidique cassante. Puis, on passe à l'étape de procédé c) consistant à transférer le liquide réactif hors du réservoir 15, 52, 85 à travers le premier microcanal 16, 53, 86 le long de la barrière fluidique cassée pour arriver dans le second microcanal 18, 55, 88. 30 Le microsystème 10, 50, 80 a, de préférence, un segment de film élastique couvrant les extrémités du premier et du second microcanal 16, 53, 86 ; 18, 55, 88 et une entretoise intermédiaire ; les films 13, 64, 58, 83 forment un assemblage avec le substrat au cours du réservoir et une surface d'assemblage susceptible d'être rompue au 35 niveau de l'entretoise sur le premier et le second microcanal 16, 53, 86 ;

12 18, 55, 88 comme barrière fluidique avec le substrat. La déformation du film 13, 64, 58, 83 dans le réservoir 15, 52, 85, se fait avantageusement à l'aide d'un appareil de commande.5 NOMENCLATURE

10 microsystème 11 couche de base de substrat s 12 couche fluidique de substrat 13 film élastique 15 réservoir 16 premier microcanal 17 entretoise 10 18 second microcanal 19 orifice du réservoir 20 substrat 21 surface supérieure 22 zone de la surface supérieure 15 23 liquide réactif 24 premier segment de film 25 surface d'assemblage 26 second segment de film 27 extrémité du premier microcanal 20 28 extrémité du second microcanal 29 surface d'assemblage 30 surface d'assemblage permanente 31 surface d'assemblage d'entretoise 33 assemblage 2s 34 cavité 36 cavité 37 flèche 40 milieu 41 résidus 30 50 microsystème 51 substrat 52 réservoir 53 premier microcanal 54 entretoise 35 55 second microcanal 14 57 côté supérieur 58 film 59 liquide réactif 60 cavité s 65 surface d'assemblage permanente 66 surface d'assemblage d'entretoise 67 extrémité des microcanaux 68 extrémité des microcanaux 70 milieu 10 71 résidus 72 partie de réservoir 73 cavité 80 microsystème 81 couche de base de substrat 15 82 couche fluidique de substrat 83 film élastique 84 substrat 85 réservoir 86 premier microcanal 20 87 entretoise 88 second microcanal 93 cavité 94 cavité 95 liquide réactif 25 100 ordinogramme du procédé de fabrication d'un microsystème 10, 50, 80 30

Claims

REVENDICATIONS1» Microsystème (10, 50, 80) pour des applications fluidiques comportant un substrat (20, 51, 84) avec un réservoir (15, 52, 85), un premier microcanal (16, 53, 86) relié au réservoir (15, 52, 85) et un second mi- crocanal (18, 55, 88) séparé du premier microcanal (16, 53, 86) par une entretoise (17, 54, 87) ainsi qu'un film élastique (13, 58, 83) sur le substrat (20, 51, 84) qui comporte un assemblage au substrat (20, 51, 84) autour du réservoir (15, 52, 85) et ferme le réservoir (15, 52, 85), - l'assemblage (33, 68) ayant une surface d'assemblage permanente (29, 65, 89) et une surface d'assemblage d'entretoise (31, 66) suscep- tible d'être rompue au niveau de l'entretoise (17, 54, 87), qui rejoint aux deux extrémités de l'entretoise (17, 54, 87), la surface d'assem- blage permanente (29, 65, 89). 2» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film (13) comporte un premier segment de film (24) qui ferme le réservoir (15, 52, 85) et un second segment de film (26) qui couvre et ferme l'entretoise (17, 54, 87) et les extrémités du premier microcanal (16, 53, 86) et du second microcanal (18, 55, 88). 3» Microsystème selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier segment de film (24) et le second segment de film (26) sont des segments du même film (13, 58, 83). 4» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'assemblage (31, 66) susceptible d'être rompue comporte une forme de pointe de flèche en direction du premier microcanal (16, 53, 86). 5» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film (13, 58, 83) est un polymère élastique.16 6» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (20, 51, 84) comporte un polymère thermoplastique. s 7» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat (20, 51, 84) comporte une couche de substrat fluidique (12) adjacente au film (13, 58, 83) ayant une structure fluidique et une couche de couverture (11) en regard du film (13, 58, 83). 10 8» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que le microsystème (10, 50, 80) comporte une couche protectrice (92) vis-à-vis du substrat (20, 51, 84) avec une cavité (93) au niveau de la surface 15 d'assemblage (31, 66) susceptible d'être rompue, cette couche étant adjacente au film (13, 58, 83). 9» Microsystème selon la revendication 1, caractérisé en ce que 20 le microsystème (10, 50, 80) forme une puce de procédé avec une ré-serve de réactif. 10» Procédé de fabrication d'un microsystème (10, 50, 80) pour des applications fluidiques comprenant un substrat (20, 51, 84) avec un ré- es servoir (15, 52, 85), un premier microcanal (16, 53, 86) relié au réservoir (15, 52, 85) et un second microcanal (18, 55, 88) séparé du premier microcanal (16, 53, 86) par une entretoise (17, 54, 87), procédé comprenant les étapes suivantes : a) remplir le réservoir (15, 52, 85) d'un liquide réactif, 30 b) appliquer un film (13, 58, 83) sur le substrat (20, 51, 84) et l'assembler au substrat (20, 51, 84), * le film (13, 58, 83) formant un assemblage (33, 68) avec le substrat autour du réservoir (15, 52, 85) qui constitue une surface d'assemblage (31, 66) avec le substrat, qui peut être rompue pour 17 séparer le premier microcanal (16, 53, 86) et le second microcanal (18, 55, 88) sur l'entretoise (17, 54, 87). 11°) Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'assemblage se fait par des procédés d'assemblage locaux, notamment par soudage par laser, soudage par ultrasons. 12» Procédé d'utilisation d'un microsystème (10, 50, 80) pour des applications fluidiques comprenant un substrat (20, 51, 84) avec un réservoir rempli d'un liquide réactif, d'un premier microcanal (16, 53, 86) relié au réservoir (15, 52, 85) et une barrière fluidique (31, 66) susceptible d'être rompue, séparant le premier microcanal (16, 53, 86) du second microcanal (18, 55, 88), 15 * le réservoir étant scellé par un film élastique (13, 58, 83), selon les étapes suivantes : a) déformer le film (13, 58, 83) dans le réservoir (15, 52, 85) et refouler le liquide réactif hors du réservoir (15, 52, 85), b) rompre la barrière fluidique susceptible d'être rompue, 20 c) transférer le liquide réactif du réservoir (15, 52, 85) à travers le premier microcanal (16, 53, 86) le long de la barrière fluidique (31, 66) rompue dans le second microcanal (18, 55, 88). 13» Procédé d'utilisation selon la revendication 12, 25 caractérisé en ce que le microsystème (10, 50, 80) comporte un film élastique (13, 58, 83) qui couvre les extrémités d'un premier microcanal (16, 53, 86) et d'un second microcanal (18, 55, 88) ainsi qu'une entretoise (17, 54, 87) intermédiaire, 30 * le film (13, 58, 83) formant une réunion autour du réservoir (15, 52, 85) avec le substrat (20, 51, 84) qui sépare le premier microcanal (16, 53, 86) du second microcanal (18, 55, 88), avec une surface d'assemblage (31, 66) susceptible d'être rompue au niveau de l'entretoise (17, 54, 87) comme barrière fluidique avec le substrat. 35 518 14» Procédé d'utilisation selon la revendication 12, caractérisé en ce que la déformation du film (13, 58, 83) dans le réservoir (15, 52, 85) se fait à l'aide d'un appareil de commande ou à la main. 10