WO2015067912A2 - Procédé de stockage et de concentration d'un composé non volatil - Google Patents

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WO2015067912A2
WO2015067912A2 PCT/FR2014/052866 FR2014052866W WO2015067912A2 WO 2015067912 A2 WO2015067912 A2 WO 2015067912A2 FR 2014052866 W FR2014052866 W FR 2014052866W WO 2015067912 A2 WO2015067912 A2 WO 2015067912A2
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porous substrate
volatile compound
microchannel
compound
fluid
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PCT/FR2014/052866
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Patrick Tabeling
Fabrice Monti
Laura MAGRO
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Espci Innov
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Publication date
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Publication of WO2015067912A3 publication Critical patent/WO2015067912A3/fr

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/405—Concentrating samples by adsorption or absorption
    • 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
    • B01L3/5023—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures with a sample being transported to, and subsequently stored in an absorbent for analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01L2300/00—Additional constructional details
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    • B01L2300/069—Absorbents; Gels to retain a fluid
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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces

Definitions

  • the present invention is directed to a method of storing and concentrating a nonvolatile compound. It applies, in particular, to medical diagnostic systems whose samples are in small quantities.
  • microfluidic system refers to a system handling fluids of which at least one of the characteristic dimensions is between 1 micrometer and 500 micrometers. These systems have the advantage of requiring a very small amount of an analyte to function.
  • a “reagent” is any compound that may interact with an analyte. This interaction may be of a chemical nature, for example with proton exchange, electron exchange, formation and / or rupture of chemical bonds of the covalent bond type, hydrogen bonds, disulphide bridges or Van der Waals bonds. This interaction can also be electrostatic, repulsive or attractive. This interaction may be specific, for example with the formation of antigen-antibody complexes, the formation of enzyme-substrate complexes, the hybridization of complementary DNA strands, or nonspecific DNA strands.
  • volatile compound refers to any compound in which a large part of the volume evaporates during the experimental times considered.
  • non-volatile compound refers to any compound whose volume which evaporates during the considered experiment time is negligible.
  • Microfluidic systems are increasingly used in areas as diverse as chemistry, biology, physics, analysis, screening. There are different types of these systems, including chips from the microfabrication of glass, silicon, metal, polymers or a combination of these materials.
  • microchannels can be etched in the substrate by any known method. A solid or thin layer then covers the substrate, thus defining the geometry of the microchannels.
  • the microchannels can also be obtained by molding an elastomer in a suitable mold and then placed on a substrate. These microchannels can be arranged to form a network in which fluids circulate.
  • the flows are generated, most of the time, by external energy sources such as pumps for pressure control and syringe pumps acting on the flow.
  • external energy sources such as pumps for pressure control and syringe pumps acting on the flow.
  • a more autonomous microfluidic is obtained by exploiting the capillary forces and the wetting properties.
  • US Pat. No. 7,695,687 illustrates the autonomous microfluidics in which the capillary forces make it possible to generate a flow.
  • a porous substrate which has the advantage of naturally presenting a network of microchannels. This is, for example, the case of paper in which the water flows spontaneously.
  • microfluidic paper systems are particularly applicable in the field of medical diagnostics because these technologies can be deployed on a large scale and at low cost.
  • a drop of fluid comprising at least one non-volatile compound is deposited on a paper containing a reagent configured to react with at least one non-volatile compound.
  • the medical tests performed with these systems give almost instantaneous results and are for single use only.
  • microfluidic paper systems do not optimize the amount of nonvolatile compound, for example present in a sample, necessary to carry out a reaction between a reagent and at least one nonvolatile compound.
  • current systems store samples in liquid form in microchannels or containers.
  • document FR 2 946 269 which relates to a microfluidic device for conveying a product from a product injection zone to a product arrival zone through a product channeling zone. Because of this conveying objective, the device aims to minimize the evaporation effect of a solvent transporting the product during the conveyance.
  • This document is not intended to use a dried sample present on a porous substrate but aims at a technical education of a transport solution of a sample.
  • Patent application EP 2,560,004 is also known which relates to a device for detecting the presence of a compound in a fluid.
  • the technical effect sought is to cause a chemical reaction of a compound attached to a porous substrate in the presence of the compound to be detected so as to color the porous substrate for example.
  • This document does not teach a non-volatile compound transport mechanism for satisfactory storage and retrieval in view of the constraints mentioned above.
  • patent application WO 00/54309 is known which relates to a mass spectrometry device for determining the mass of a target molecule to determine the nature of this molecule. This document does not allow optimized storage of the molecules in and / or on a porous substrate with regard to the constraints mentioned above.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.
  • the present invention aims, in a first aspect, a method of storage and concentration of at least one non-volatile compound present in a fluid further comprising at least one volatile compound, which comprises:
  • a concentration step of each non-volatile compound transported comprising:
  • a step of drying each non-volatile compound at a location of the porous substrate made by evaporation of each volatile compound for each step of injecting a volatile compound, a step of drying each non-volatile compound at a location of the porous substrate made by evaporation of each volatile compound.
  • the method which is the subject of the present invention comprises, downstream from the concentration step, a step of reaction of at least one non-volatile compound with at least one reagent, each said reagent being configured to react with each said non-volatile compound.
  • the method of the present invention comprises, upstream of the concentration step, a step of separating each non-volatile compound at a different location from the porous substrate by differentiated displacement of each non-volatile compound.
  • the reaction step employs a plurality of reagents, each reagent being positioned at a different location from the porous substrate so that at least two reagents do not come into contact with each other.
  • reagents staining in contact with a non-volatile compound to separately identify the presence of at least two non-volatile compounds.
  • the reagent is configured to, during a reaction step, modify the transport properties of the nonvolatile compound.
  • the method which is the subject of the present invention comprises a plurality of additional steps for injecting a fluid into or onto the porous substrate so as to concentrate at the same place in the porous substrate, successively, different quantities of the same non-volatile compound.
  • the method that is the subject of the present invention comprises a step of destocking at least one non-volatile compound from the porous substrate to a container, by passing through the porous substrate by a solvent in which said non-volatile compound dissolves .
  • At least a portion of the porous substrate has a fibrous density different from the rest of the porous substrate.
  • the porous substrate has a fiber density gradient along an axis of the porous substrate.
  • the porous substrate has a barrier on at least a portion of the surface of the porous substrate, the barrier being configured to be non-porous for at least one non-volatile compound, the porous substrate being configured to be porous, for at least one volatile compound, including under the barrier.
  • the present invention aims, according to a second aspect, a storage and concentration support of at least one non-volatile compound present in a fluid further comprising at least one volatile compound, which comprises:
  • a porous substrate for at least one volatile compound, including under a barrier and the barrier on at least a portion of the surface of the porous substrate, the barrier being configured to be non-porous for at least one non-volatile compound, at least one non-volatile compound is thus concentrated by flow in the porous substrate of at least one volatile compound.
  • the non-volatile compound is spatially concentrated on the porous substrate according to the positioning of the barrier.
  • the flow of each volatile compound in the entire volume of the porous substrate allows a rapid concentration of each nonvolatile compound.
  • the barrier is positioned at least partially in the porous substrate.
  • the barrier is obtained by solidifying a polymer or resin on the surface of the porous substrate.
  • the barrier is obtained by melting and then solidifying wax on the porous substrate.
  • the barrier is a non-porous adhesive tape for at least one non-volatile compound.
  • the advantage of these embodiments is that they allow a low cost installation of a surface barrier or a partial thickness of the porous substrate.
  • the barrier is obtained by local contrast of wetting property of the porous substrate.
  • the barrier forms a transport channel of each nonvolatile compound.
  • the transport channel is configured:
  • each non-volatile compound is transported, at least by capillarity, by at least one volatile compound along the channel and
  • each non-volatile compound is concentrated in different places of the porous substrate by evaporation of each volatile compound.
  • the at least one porous substrate comprises a reagent configured to react with at least one nonvolatile compound.
  • a reagent configured to react with at least one nonvolatile compound.
  • the porous substrate has a plurality of reagents such that at least two reactive compounds do not come into contact with each other. The advantage of these embodiments is that, in the case of reagents configured to adopt a certain color in case of detection of a certain non-volatile compound, the two colors do not overlap so as to allow easy identification of the presence of each non-volatile compound reacted.
  • the barrier is configured to allow attachment of at least one other porous substrate to contact at least two porous substrates.
  • the advantage of these embodiments is that they allow the transport of a non-volatile compound from one porous substrate to another.
  • At least one other porous substrate attached to the support has a fibrous density different from the fibrous density of the porous substrate.
  • the barrier is configured to increase in thickness along an axis of the porous substrate so as to achieve the cross-concentration of each nonvolatile compound in the porous substrate.
  • the present invention relates to a device comprising:
  • a means for injecting a fluid on the porous substrate configured to perform a plurality of injections so as to concentrate at the same location of the porous substrate, successively, different amounts of the same non-volatile compound.
  • a non-volatile compound can be concentrated in the same place of the porous substrate.
  • this aspect makes it possible, with a single injection of non-volatile compound, to increase the concentration at a location of the porous substrate by successive injection of volatile compound.
  • the present invention is directed to a device comprising:
  • a means for injecting a fluid onto the porous substrate configured to produce a plurality of injections of different fluids, at least one fluid of which comprises at least one non-volatile compound on a porous substrate so as to concentrate in different locations of the substrate porous, various nonvolatile compounds or so as to displace at least one nonvolatile compound from one place to another of the porous substrate.
  • the device that is the subject of the present invention comprises a means for transporting at least one non-volatile compound from the porous substrate to a container, by passing through the porous substrate by a solvent in which the non-volatile compound dissolves .
  • the device which is the subject of the present invention comprises a means of selective destocking of a non-volatile compound by passing through the place in which the non-volatile compound is concentrated by a solvent in which the compound dissolves.
  • the present invention provides a method of transporting and retrieving at least one non-volatile compound dried in a porous substrate, which comprises:
  • a destocking step of each non-volatile compound in at least one microchannel which comprises:
  • the present invention provides a method for transporting and storing at least one non-volatile compound present in a fluid that comprises:
  • a step of storing each nonvolatile compound in a porous substrate which comprises:
  • each non-volatile compound in the porous substrate makes it possible to store, on a porous substrate, at least one nonvolatile compound present in a microchannel in dried form. This dried nonvolatile compound can then be destocked for use in other applications.
  • the transport step comprises a step of joining the porous substrate with at least one microchannel.
  • the method that is the subject of the present invention comprises, upstream of the transport step, a step of opening at least one microchannel so as to allow the insertion of a part of the porous substrate into said microchannel.
  • the method that is the subject of the present invention comprises, upstream of the injection step, a step of insertion of the porous substrate into at least one microchannel.
  • the method that is the subject of the present invention comprises, upstream of the drying step, a step of spatial concentration of each non-volatile compound in the porous substrate.
  • the spatial concentration step of each non-volatile compound is performed at different locations of the porous substrate.
  • the fluid further comprises a volatile compound configured to allow the transportation of each nonvolatile compound and to evaporate during the drying step.
  • a volatile compound configured to allow the transportation of each nonvolatile compound and to evaporate during the drying step.
  • the method which is the subject of the present invention comprises a step of selective destocking of a non-volatile compound by passing through the place in which the non-volatile compound is concentrated by a solvent in which the compound dissolves.
  • the destocking step comprises a step of dividing the porous substrate into zones in which at least one nonvolatile compound is concentrated.
  • the advantage of these embodiments is to improve the achievement of a selective destocking of at least one nonvolatile compound by avoiding pollution to other non-volatile compounds.
  • the present invention relates to a method for transporting, storing and retrieving at least one non-volatile compound present in a fluid, which comprises:
  • a step of storing each nonvolatile compound in a porous substrate which comprises:
  • a destocking step of each non-volatile compound in at least one microchannel which comprises:
  • FIG. 1 represents, in the form of a logic diagram, steps of a particular embodiment of the storage and retrieval method of the present invention
  • FIG. 2 represents, in the form of a logic diagram, steps of a particular embodiment of the storage and concentration method that is the subject of the present invention
  • FIG. 3 represents, schematically, a particular embodiment of a storage and concentration medium which is the subject of the present invention
  • FIG. 4 represents, schematically, a particular embodiment of a storage and concentration device which is the subject of the present invention
  • FIG. 5 represents, schematically, a particular embodiment of a storage and concentration device which is the subject of the present invention
  • FIGS. 6 to 8 show particular embodiments of a microchannel whose number of contact zones and injection-recovery zones varies
  • FIGS. 9 to 11 represent a particular embodiment of a microchannel implemented, for example, by the method represented in FIG. 1,
  • FIG. 12 represents a particular embodiment of a manual system for regulating the internal pressure of a microchannel
  • FIGS. 13 and 14 show two particular modes of opening of a microchannel and bringing into contact a porous substrate
  • FIGS. 15 and 16 show particular embodiments of a microchannel
  • FIG. 17 represents a particular embodiment of a transfer of liquid from a porous substrate to a microchannel
  • FIG. 18 represents a microchannel in which a porous substrate has been inserted
  • FIGS. 19 to 22 represent the displacement of a non-volatile compound through a porous substrate according to the characteristics of the non-volatile compound
  • FIGS. 23 and 24 represent, by two curves, the evolution of the concentration of a non-volatile compound on a porous substrate as a function of parameters of particular injections,
  • FIGS. 25 to 30 show effects, in terms of spatial concentration, of different types of barriers of a porous substrate
  • FIGS. 31 to 34 represent different types of barriers
  • FIG. 35 shows a microchannel made from barriers placed on a porous substrate.
  • porous substrates implemented in the embodiments below are formed, for example, by a network of fibers of characteristic diameter of 20 microns, forming polydispersed pores that can have a mean transverse dimension of five to ten micrometers.
  • porous substrate is meant, for example, a paper sheet having a thickness of 200 microns and a centimeter width.
  • FIG. 1 shows a particular embodiment of the method 100 of transport, storage and retrieval.
  • This method 100 comprises: a step 105 for opening at least one microchannel so as to allow the insertion of a portion of a porous substrate into each said microchannel,
  • a step 165 of destocking each non-volatile compound in at least one microchannel which comprises:
  • the opening step 105 of at least one microchannel so as to allow the insertion of a portion of the porous substrate in said microchannel is carried out, for example, by the implementation of a section means.
  • This section means may be, for example, a pair of scissors.
  • This opening step 105 notably makes it possible to avoid too rapid evaporation of a volatile compound contained in the microchannel.
  • a particular embodiment of this opening step 105 is detailed, below, with reference to FIG.
  • the step of bringing the porous substrate into contact with at least one microchannel is carried out, for example, by inserting the porous substrate into an opening of a microchannel.
  • the intended application consists mainly of the storage and destocking of a non-volatile compound.
  • the advantage of inserting a porous substrate into a microchannel, having two openings for example, is to allow the non-volatile compounds entering the microchannel to be concentrated on the porous substrate. In this way, the recovery of non-volatile compounds is facilitated since the non-volatile compounds are concentrated.
  • a particular embodiment of a device corresponding to this contacting step 1 10 is described below, with reference to FIG. 18.
  • the contacting step 1 10 is carried out, for example, by juxtaposition of an opening of at least one microchannel and the porous substrate.
  • the step 1 of joining the porous substrate with at least one microchannel is carried out, for example, by the implementation of fixing clips configured to press the porous substrate against an open microchannel.
  • a particular embodiment of this joining step 1 is detailed below, with reference to FIG.
  • the fluid injection step 125 in at least one microchannel formed in a non-porous material for each non-volatile compound is carried out, for example, by the implementation of a syringe depositing in an opening of each said microchannel fluid comprising at least one non-volatile compound.
  • this method 100 comprises a plurality of fluid injection steps 125 in at least one microchannel, so as to concentrate at the same location of the porous substrate, successively, different amounts of the same non-volatile compound.
  • this method 100 comprises a plurality of different fluid injection stages 125, at least one fluid of which comprises at least one non-volatile compound in at least one microchannel, so as to concentrate the porous substrate in different places. , various nonvolatile compounds or so as to displace at least one nonvolatile compound from one place to another of the porous substrate.
  • the additional injection of a fluid comprising a non-volatile compound present during a previous injection step 125 makes it possible to increase the concentration of this non-volatile compound in the porous substrate.
  • the injection 125 of a fluid comprising at least one volatile compound, for example a solvent makes it possible to displace at least one nonvolatile compound.
  • This effect may be particularly interesting in the context of a porous substrate comprising a reagent configured to react with a particular non-volatile compound.
  • the effects of these additional injections are described below in the descriptions of Figures 20-24.
  • the modification step 130 of the pressure of the fluid injected into at least one microchannel so as to cause the flow of the fluid from the microchannel to the porous substrate or a fluid from the porous substrate to the microchannel is carried out, for example, by the implementation of a syringe-type syringe.
  • By increasing the pressure in the microchannel the fluid is pushed from the microchannel to the porous substrate.
  • By lowering the pressure in the microchannel the fluid is drawn from the porous substrate to the microchannel.
  • a device for performing this step 130 of modifying the pressure is detailed below, in the description of FIG. 12.
  • the step 135 for transporting each non-volatile compound in the porous substrate for each non-volatile compound is carried out by capillarity.
  • the spatial concentration step is carried out by evaporation of each volatile compound carrying at least one non-volatile compound.
  • concentration of at least one nonvolatile compound at a site of the porous substrate can be improved by additional injection of volatile compound allowing the transport of portions of the nonvolatile compound that have not moved sufficiently before drying of the volatile compound.
  • spatial concentration of each non-volatile compound is produced at different locations of the porous substrate by evaporation of each non-volatile compound.
  • the division step 150 of the porous substrate in zones in which at least one non-volatile compound is concentrated is carried out, for example, by section of the porous substrate in different zones.
  • a barrier traversing the porous substrate in its thickness and in its width makes it possible to divide the porous substrate into zones.
  • the contacting step 1 10 is carried out, for example, by juxtaposing an opening of at least one microchannel and the porous substrate.
  • the step 1 of joining the porous substrate with at least one microchannel is carried out, for example, by the implementation of fixing clips configured to press the porous substrate against an open microchannel.
  • the step 170 of injecting a fluid onto or into the porous substrate is carried out, for example, by the implementation of a syringe depositing a fluid comprising at least one non-volatile compound on or in the porous substrate.
  • the selective destocking step of a nonvolatile compound is conducted through a zone, which includes a locus in which a nonvolatile compound is concentrated, by a solvent in which the compound dissolves.
  • the modification step 130 of the pressure of the fluid injected into at least one microchannel so as to cause the flow of the fluid from the porous substrate to the microchannel is carried out, for example, by the implementation of a syringe of the type syringe driver. By reducing the pressure in the microchannel, the fluid is drawn from the porous substrate to the microchannel.
  • the step 135 of transporting at least one nonvolatile compound from the porous substrate to at least one microchannel is carried out by passing through the porous substrate by a solvent in which said nonvolatile compound dissolves. This transport is carried out, for example, by capillarity.
  • FIG. 2 shows a particular embodiment of the storage and concentration method 200.
  • This method 200 comprises:
  • a step 215 of concentration of each non-volatile compound transported comprising:
  • a step 230 of reacting at least one non-volatile compound with at least one reagent each said reagent being configured to react with each said non-volatile compound
  • the fluid injection step 205 in at least one microchannel formed in a non-porous material for each non-volatile compound is carried out, for example, by the implementation of a syringe depositing in or on a porous substrate a fluid comprising at least one non-volatile compound.
  • the transport step 210 of the fluid in or on the porous substrate is carried out, for example, by capillarity.
  • at least one volatile compound carries at least one nonvolatile compound by capillarity through the porous substrate.
  • the porous substrate comprises a fiber density gradient along a longitudinal axis of flow so as to gradually retain the non-volatile compounds as a function of the size of these non-volatile compounds.
  • the surface of the porous substrate includes a barrier configured to be non-porous for at least one non-volatile compound, the porous substrate being configured to be porous for at least one volatile compound, including under the barrier.
  • the volatile compound is dissipated in the thickness of the porous substrate so as to increase the volume and evaporation surface of the volatile compound. Conversely, the non-volatile compound is retained on the surface and moves only on the surface of the porous substrate.
  • the separation step 235 is performed, for example, by the difference in flow rate of at least two non-volatile compounds.
  • each non-volatile compound has its own characteristics which influence the speed of displacement of this compound non-volatile in the porous substrate. This displacement, moreover, is limited by the time necessary for the evaporation of each volatile compound in which the nonvolatile compound is dissolved. Thus, each nonvolatile compound moves to a certain place of the porous substrate for the time necessary for evaporation of the solvent. If two non-volatile compounds have a different rate of displacement, the two non-volatile compounds separate during this separation step 235.
  • the additional injection step 220 is performed, for example, by the implementation of a syringe depositing in or on a porous substrate a fluid comprising at least one volatile compound. Each additional injection step 220 displaces at least one nonvolatile compound dissolving in at least one volatile compound before being transported by each volatile compound.
  • the additional injection step 240 is performed, for example, by the implementation of a syringe depositing in or on a porous substrate a fluid comprising at least one non-volatile compound.
  • Each additional injection step 240 makes it possible to increase the amount of at least one nonvolatile compound in the porous substrate, each nonvolatile compound thus injected can then be concentrated in a place of the porous substrate.
  • the drying step 225 is carried out, for example, by evaporation of each volatile compound present on or in the porous substrate.
  • the reaction step 230 is performed, for example, by the deposition of a reagent at a location of the porous substrate.
  • This reagent is configured to react with at least one non-volatile compound.
  • a non-volatile compound is transported to the place where the reagent is placed, the reagent and the non-volatile compound react.
  • a plurality of reagents are positioned at different locations of the porous substrate.
  • At least one reagent is configured to modify the displacement properties of at least one nonvolatile compound such as, for example, to attach a nonvolatile compound to a reagent.
  • the destocking step 245 is carried out by passing through a place, which comprises a concentrated nonvolatile compound, with a solvent in which the compound dissolves.
  • the solvent is then, for example, sucked by a microchannel whose pressure is reduced so as to cause a flow of the solvent from the porous substrate to the microchannel.
  • FIG. 3 shows a particular embodiment of the storage and concentration support 300 which is the subject of the present invention.
  • This support 300 comprises:
  • a porous substrate 305 for at least one volatile compound, including under a barrier 310, which comprises a plurality of reagents 320 configured to react with at least one non-volatile compound and
  • the barrier 310 on at least a portion of the surface of the porous substrate, the barrier being configured to be non-porous for at least one non-volatile compound, at least one non-volatile compound is thus concentrated by flow in the porous substrate of at least one volatile compound.
  • the porous substrate 305 is, for example, a sheet of paper on which a barrier 310 is positioned.
  • This barrier 310 is, for example, formed with wax deposited on the porous substrate 305 and then melted so as to penetrate into the porous substrate 305.
  • This barrier 310 forms, on and in the porous substrate 305, a transport channel 315 for at least one volatile compound comprising at least one non-volatile compound.
  • the transport channel 315 is configured:
  • each non-volatile compound is transported, at least by capillarity, by at least one volatile compound along the channel 315 and
  • each non-volatile compound is concentrated in different locations of the porous substrate 305 by evaporation of each volatile compound.
  • Each nonvolatile compound exhibits different porous substrate displacement properties 305 depending on characteristics specific to each nonvolatile compound.
  • the differences in the rate of displacement on the porous substrate 305 of each nonvolatile compound cause a concentration in different places of each nonvolatile compound according to the time required for the evaporation of each volatile compound.
  • the barrier 310 is configured to allow the attachment of at least one other porous substrate, not shown, so as to contact at least two porous substrates. This barrier 310 is, for example, melted at the surface so as to bond the other porous substrate to the barrier 310.
  • the other porous substrate has a fibrous density different from the fibrous density of the initial porous substrate 305.
  • the volatile compound is dissipated in the thickness of the porous substrate so as to increase the volume and evaporation surface of the volatile compound.
  • the non-volatile compound is retained on the surface by the barrier.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a storage and concentration device 40 of the present invention.
  • This device 40 comprises:
  • a fluid injection means 325 on or in the porous substrate 305, configured to carry out a plurality of injections so as to concentrate at the same location of the porous substrate 305, successively, different quantities of the same non-volatile compound,
  • a means 335 for selective destocking of a non-volatile compound is provided.
  • the injection means 325 is, for example, a syringe.
  • This syringe makes it possible to perform a plurality of injections of a non-volatile compound in or on the porous substrate 305.
  • This non-volatile compound whether transported by a volatile compound or not, is transported on the porous substrate 305 before drying at a location of the porous substrate 305.
  • the transport means 330 is, for example, a syringe configured to inject into the porous substrate 305 a solvent in which at least one nonvolatile compound dissolves.
  • a container 340 such as a microchannel
  • the porous substrate 305 is brought into contact with the microchannel.
  • a means for reducing the internal pressure, not shown, of the microchannel makes it possible to cause the flow of the solvent compound, comprising at least one non-volatile compound, from the porous substrate 305 to the microchannel.
  • the selective retrieval means 335 is, for example, a pair of scissors for cutting the porous substrate 305 according to the positioning of each place where a nonvolatile compound is concentrated.
  • the injection of a solvent into each of the cut parts allows the selective destocking of at least one non-volatile compound.
  • FIG. 5 shows one embodiment of a storage and concentration device 50 that is the subject of the present invention.
  • This device 50 comprises:
  • a means 325 for injecting a fluid onto or in the porous substrate 305 configured to produce a plurality of different fluid injections of which at least one fluid comprises at least one non-volatile compound on a porous substrate 305 so as to concentrate in different places of the porous substrate 305, various non-volatile compounds or so as to displace at least one nonvolatile compound from one place to another of the porous substrate,
  • a means 335 for selective destocking of a non-volatile compound is provided.
  • the injection means 325 is, for example, a syringe. This syringe makes it possible to perform a plurality of injections of at least one non-volatile compound in or on the porous substrate 305. Each non-volatile compound, whether transported by a volatile compound or not, is transported on the porous substrate 305. before drying at a location of the porous substrate 305.
  • the transport means 330 is, for example, a syringe configured to inject into the porous substrate 305 a solvent in which at least one nonvolatile compound dissolves.
  • a container 340 such as a microchannel
  • the porous substrate 305 is brought into contact with the microchannel.
  • a means for reducing the internal pressure, not shown, of the microchannel makes it possible to cause the flow of the solvent, comprising at least one non-volatile compound, from the porous substrate 305 towards the microchannel.
  • the selective destocking means 335 is, for example, a pair of scissors making it possible to cut the porous substrate 305 as a function of the positioning of each place where is concentrated a non-volatile compound.
  • the injection of a solvent into each of the cut parts allows the selective destocking of at least one non-volatile compound.
  • FIG. 6 shows a first embodiment of a microchannel 60 viewed from above.
  • This microchannel 60 comprises means 605 for receiving a fluid, this fluid can be poured into the receiving means 605 by a reservoir comprising in variants a microfluidic flow control system in the receiving means 605.
  • This microchannel 60 further comprises a contact zone 610 configured to be placed in contact with a porous substrate, such as a sheet of paper for example.
  • microchannels can be made by a step of shaping a material.
  • this formatting step is performed by:
  • thermoforming or hot molding polymer ablation, or polymer molding.
  • the material used can be of any type of polymer, and for example polymers such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), cyclic Olefin copolymers (COC) Poly (Metyl Methacrylate) (PMMA), Thermoset PolyEster (TPE), PolyUrethane MethAcrylate (PUMA), or Acrylonitrile Butadiene Styrenes.
  • polymers such as polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), cyclic Olefin copolymers (COC) Poly (Metyl Methacrylate) (PMMA), Thermoset PolyEster (TPE), PolyUrethane MethAcrylate (PUMA), or Acrylonitrile Butadiene Styrenes.
  • PS polystyrene
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • COC cyclic Olefin cop
  • the material may also be selected from photocurable or photosensitive liquids or glues, for example Norland Optical Adhesive ("NOA").
  • NOA Norland Optical Adhesive
  • the material is positioned on a layer of a flat substrate.
  • the molded material is positioned so that the recess, created by molding, etching or machining, forms a microfluidic channel on the flat substrate side.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of a microchannel 70 seen from above.
  • the microchannel 70 has a plurality of contact areas 710.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of a microchannel 80 viewed from above.
  • the microchannel 80 comprises a contact zone 810 whose width increases as the distance of a means 805 for receiving a fluid increases.
  • FIG. 9 shows a first sectional view of a first particular embodiment of a microchannel 90.
  • This microchannel 90 is produced, for example, according to one of the techniques described in FIG. formed between the treated material 910 and the substrate 915 acts as a conduit.
  • a fluid may be deposited, for example by flow, at the opening of this cavity 905.
  • the microchannel 90 is thus formed at the interface of two layers of material, at least one of the two materials being a substrate.
  • the volume of the microchannel is contained in the recess formed between the substrate and the other material.
  • FIG. 10 shows a second sectional view of the microchannel 90 depicted in FIG. 9.
  • a portion of the material 910 treated and then placed on the substrate 915 is deformed by applying pressure on one end 920.
  • the microchannel 90 formed by the material 910 so as to peel the material 910 from the substrate 915.
  • the material 910 forming the end 920 of the microchannel 90 is connected to the rest of the material 910 by a hinge.
  • the material 910 is shape memory and resumes an initial position in contact with the substrate 915 when the pressure is released.
  • the end 920 of the microchannel 90 formed by the material 910 is fixable to the substrate 915.
  • FIG. 11 shows a third sectional view of the microchannel 90 described in FIGS. 9 and 10.
  • a porous substrate 925 is introduced in contact with the microchannel 90 by inserting the porous substrate 925 between the substrate 915 and the material 910 forming the microchannel 90. Once the porous substrate 925 is inserted, the peeled portion of the material 910 and the substrate 915 are forced into contact with the porous substrate 925 by a fastening clip 930 surrounding the substrate 915 and the material 910 at the location of the insertion of the porous substrate 925.
  • the porous substrate 925 is composed for example of one or more cellulose, nitrocellulose or cellulose acetate paper sheets, supplemented or not by other additives; a filter paper; a textile fabric; glass fibers; and generally any porous medium in which a capillary flow of liquid occurs.
  • porous substrate 925 Once the porous substrate 925 has been in contact with the microchannel 90, and according to the pressure in the microchannel 90, a fluid contained in the microchannel 90 migrates towards the porous substrate 925, or a fluid contained in the porous substrate 925 migrates towards the microchannel 90.
  • the flow of liquid in the porous substrate 925 can be controlled by the shape of the substrate, by solid barriers formed in situ such as, for example, hydrophobic wax, resin or polymers, by a wetting contrast such as, for example silanization, Alkyl Ketene Dimer treatment, called "AKD", or any other flow control technique in a porous medium.
  • a wetting contrast such as, for example silanization, Alkyl Ketene Dimer treatment, called "AKD”
  • Soaking a paper in an AKD bath causes the chemical grafting of this molecule, which then makes the paper, naturally hydrophilic, hydrophobic.
  • a plasma treatment through a metal mask makes it possible to attack the grafted chemical structure and to find locally the hydrophilic character of the paper.
  • hydrophilic-hydrophobic wetting contrast a technique similar to silanization coupled with UV insolation.
  • FIG. 12 shows a sectional view of a manual system for varying the internal pressure of a microchannel.
  • This pressure variation system comprises a syringe 1205, a reservoir 1210 and means 1215 connecting a fluid contained in the reservoir 1210 and the microchannel.
  • a user presses on the moving part of the syringe 1205 the fluid or gas contained in this syringe 1205 is injected into the reservoir 1210, increasing the pressure in this reservoir 1210.
  • the increasing internal pressure of the reservoir 1210 causes evacuation part of the fluid to the microchannel.
  • the pressure then increases in the microchannel until the fluid contained in the microchannel is pushed towards a porous substrate which is in contact with the microchannel.
  • control of the pressure of the microchannel is achieved by pressure controllers, syringe pumps or other flow control systems.
  • FIG. 13 shows a sectional view of a particular embodiment of a microchannel 1300.
  • a porous substrate 1305 is inserted into a cavity 1310 formed between a treated material 1315 and a substrate 1320 through an opening in the material 1315. This opening is made by incision of the material 1315.
  • FIG. 14 shows a sectional view of a second particular embodiment of a microchannel 1400.
  • a porous substrate 1405 is inserted into a cavity 1410 formed inside a 1415 treated material fixed on a substrate 1420 by incision of the material 1415 and insertion of the porous substrate 1405 into the incision made.
  • the microchannel 1400 is permanently fixed to the porous substrate 1405. This permanent fixing is achieved, for example, by molding the material 1415 around the porous substrate 1405. This attachment can be made, for example, by bonding the substrate. porous 1405 to material 1415.
  • the purpose of bringing a microchannel into contact with a porous substrate is to be able to transfer a liquid sample from one system to another.
  • the contacting can be maintained by tools to maintain a certain seal, such as fixing clips as described in Figure 1 1.
  • FIG. 15 shows, viewed from above, a microchannel 1500 comprising a plurality of means 1505 for receiving a fluid, each fluid being directed as a function of the pressure applied to the fluid.
  • FIG. 16 shows, viewed from above, a microchannel 1600 comprising a plurality of porous subtrates 1605 each containing at least one fluid, each fluid being sucked into the microchannel 1600 by regulating the internal pressure of the microchannel 1600.
  • FIG. 17 shows, in section, a particular embodiment of an analyte 1700 retrieval kit.
  • This analyte retrieval kit 1700 comprises a microchannel 1705 and a porous substrate 1710 comprising dried analytes. Dried analytes are obtained by evaporation of a solvent transporting the analytes through a porous substrate 1710.
  • the porous substrate 1710 is contacted with the microchannel 1705 and a solvent 1720 is injected in the porous substrate 1710.
  • the solvent 1720 is distributed in the porous substrate 1710, carrying the dried analytes during its passage.
  • the pressure in the microchannel 1705 is decreased so that the analyte transported by the solvent 1720 enters the microchannel 1705. This analyte penetrates more or less into the microchannel 1705 depending on the pressure exerted.
  • FIG. 18 shows, in section, a particular embodiment of a kit for storing or retrieving analytes 1800.
  • a porous substrate 1805 is embedded inside a microchannel. 1810.
  • the microchannel 1810 has two openings 1815, one upstream of the porous substrate 1805 and one downstream of the porous substrate 1805.
  • the insertion into a first opening of a solvent comprising an analyte makes it possible to store the analyte in the porous substrate 1805 in a dry manner by evaporation of the solvent.
  • a solvent is introduced through one of the openings 1815 of the microchannel 1800 so that the analyte dissolves in the solvent and leaves the microchannel 1800 through the second opening 1815.
  • the Porous substrate 1805 serves as a storage matrix.
  • the dry or wet chemical modification of the surfaces of the porous substrate 1805 and / or the microchannel 1810 makes it possible to control the hydrophilic or hydrophobic affinity for the samples used.
  • microfluidic chip When several microchannels are mounted on a substrate, it is called "microfluidic chip".
  • the microchannels of a microfluidic chip have, for example, a length of, for example, between 0.1 nanometers and several centimeters.
  • the channel formed in a porous substrate may be of a size similar to that of the microchannel or very different depending on the technological means available.
  • a microchannel can be manufactured, as an indication, as follows:
  • the photolithography of a resin deposited on a silicon wafer makes it possible to obtain a solid and reusable mold.
  • a polymer of PolyDiMethylSiloxane type, abbreviated "PDMS”, and a crosslinking agent are mixed and poured onto the mold.
  • the polymer thus molded is then dissociated from the silicon mold, by slight mechanical deformation, and an inlet is pierced by a punch.
  • the polymer, containing the microchannel is then glued on a glass slide by plasma treatment under oxygen.
  • the glass slide may have been pre-coated with a polymer layer.
  • a drying step in a silane atmosphere may precede the bonding of the polymer with the glass slide, in order to functionalize the surfaces with a chemical group present on the silane.
  • the PDMS mold can be used as a stamp to transfer the pattern to a photo-crosslinkable glue after ultraviolet irradiation.
  • a microfluidic paper chip can be made, as an indication, as follows:
  • the paper microfluidic system can result from a simple cutting of the substrate.
  • Paper channels can be defined by wetting contrast.
  • a prior chemical treatment (AKD type or silanization) makes it possible to control the state of the entire substrate.
  • Ultraviolet insolation or plasma treatment located through a mask made of metal, quartz, resin, chromium or plastic for example or by focusing makes it possible to change the state locally.
  • the channels on paper can be defined by in situ solidification of a compound making it possible to block the pores of the porous substrate: such as a wax, a polymer or a resin.
  • a compound making it possible to block the pores of the porous substrate: such as a wax, a polymer or a resin.
  • the location of these barriers can result from specific insolation (photolithography) or from a specific deposit (solid ink printer for example).
  • the formation of microstructures dug, for example by a laser, can also constitute a form of barrier.
  • the paper support may also have been incised so as not to form a porous wetting medium but a single channel.
  • the contacting between the microchannel and the porous substrate is carried out, for example, as follows:
  • the microfluidic paper system and the microchannel can be brought into contact by specifically detaching the two constituent layers of the material and the substrate with a scalpel.
  • the layers are of polymer, or polymer-glass, or photocrosslinkable-glass glue, or photocrosslinkable glue.
  • the porous substrate is then slid between the two constituent layers.
  • a fixing clip is positioned so as to exert a pressure on both sides of the two constituent layers to restore the seal.
  • the porous substrate may also be slid into a slot, horizontal, vertical or oblique, made within the constituent polymer of the microchannel.
  • the contacting between the porous substrate and the microchannel can be performed during manufacture of the microchannel by sliding the porous substrate between the two constituent layers before or during the bonding step, or by molding a portion of the microchannel around the porous substrate.
  • FIG. 19 shows a porous substrate 1900 comprising an injection-recovery zone 1905 on which is deposited a solvent comprising dissolved analytes. In FIG. 19, the case in particular is observed where the flow velocity of the analytes is lower than the flow rate of the solvent.
  • the solvent forms a solvent front 1910 and the position of the analytes is bounded between this solvent front 1910 and the injection-recovery zone 1905.
  • a porous substrate 2000 as described is observed. in Figure 19 wherein the flow rate of the analytes is zero. In this configuration, the analytes remain at the 2005 injection-recovery zone.
  • Evaporation of the solvent is naturally present because of the large air / liquid free interfaces, the microfluidic channels being open.
  • an enrichment process which consists of making several successive solvent deposits in which analytes are dissolved, separated by waiting times to allow evaporation, provides a concentration effect by increasing the amount of analyte deposited . This phenomenon is interesting from the moment when the injection-recovery zone is controlled, for example with a view to a selective destocking or a reaction with a reagent whose position is specific.
  • FIG. 21 shows a porous substrate 2100 comprising a zone 2105 for injection-recovery of solvent comprising an analyte 21 of interest.
  • FIG. 22 the porous substrate 2100 depicted in FIG. 21 is seen in which solvent has been added to the injection-recovery zone so as to displace the analyte 21 on the porous medium.
  • FIG. 23 shows a curve representative of the local concentration of analyte in a function of the number of successive solvent deposits on the injection-recovery zone of a porous substrate. In particular, it is observed that the analyte concentration increases until a saturation threshold is reached which depends on the total quantity of analyte deposited.
  • FIG. 24 shows a curve of the local concentration of analyte of interest as a function of the volume of solvent deposits comprising an analyte of interest on the injection-recovery zone and the volume of solvent deposited in the zone. injection-recovery.
  • the method consists in limiting the spreading of the drop on the surface to restrict the injection-recovery zone while allowing the capillary pump to extract the solvent. Without barriers, the drop spreads over a large area. With barriers throughout the thickness of the porous substrate, the drop is well retained spatially but the evaporation time is long because the drop remains in the form of spherical cap. With barriers on the surface or in a partial thickness of the porous substrate, there is no spreading of droplets, so the injection-recovery zone is restricted, the capillary pump makes it possible to extract the solvent. The drop is transformed into a thin film which has a much shorter evaporation time. FIG.
  • FIG. 25 shows a sectional view of a particular embodiment of a deposit of a 2505 drop of a solvent comprising an analyte on a porous substrate 2510 having no barrier.
  • FIG. 26 shows a view from above of the depot illustrated in FIG. 25. In this FIG. 26, it can be seen in particular that the injection-recovery zone of the analyte 2605 and the injection-recovery zone of the solvent 2610 are of similar size. In this configuration, evaporation of the solvent is rapid but the injection-recovery zone of the analyte is wide.
  • FIG. 27 shows a sectional view of a particular embodiment of a deposit of a 2705 drop of a solvent comprising an analyte on a porous substrate 2710 comprising barriers 2715 on the surface.
  • FIG. 28 shows a top view of the depot illustrated in FIG. 27. In this FIG. 28, it can be seen in particular that the injection-recovery zone of the analyte 2805 bounded by the barrier 2815 forms a closed surface. , is much smaller in size than the 2810 solvent injection-recovery zone, which is not limited by the barrier. In this configuration, evaporation of the solvent is rapid and the area of injection-recovery of the analyte is small.
  • FIG. 28 shows a sectional view of a particular embodiment of a deposit of a 2705 drop of a solvent comprising an analyte on a porous substrate 2710 comprising barriers 2715 on the surface.
  • FIG. 28 shows a top view of the depot illustrated in FIG. 27. In this FIG. 28, it can
  • FIG. 29 shows a sectional view of a particular embodiment of a deposition of a drop 2905 of a solvent comprising an analyte on a porous substrate 2910 comprising barriers 2915 in the thickness of the substrate porous.
  • FIG. 30 shows a top view of the depot illustrated in FIG. 29. In this FIG. 30, it can be seen in particular that the injection-recovery zone of the analyte 3005 is of a size similar to the size of the zone. In this configuration, the evaporation of the solvent is slow but the injection-recovery zone of the analyte is small.
  • analyte By repeating the deposition process on a porous substrate with surface barriers a large number of times, a large amount of analyte can be deposited on the injection-recovery zone in a relatively short time because of the short time required. 'evaporation. The deposited analyte concentration thus increases linearly with the deposited sample volume.
  • FIG. 31 shows a sectional view of a particular embodiment of a barrier 3105 on a porous substrate 31 in which the barrier is a hydrophobic adhesive tape.
  • FIG. 32 shows a sectional view of a second particular embodiment of a barrier 3205 on a porous substrate 3210 in which the barrier is a wax deposited in a small amount on the porous substrate 3210.
  • Fig. 33 is a sectional view of the second particular embodiment of the barrier 3305 as described in Fig. 32 wherein the wax has been heated to penetrate a porous substrate 3310 to form a barrier therein.
  • FIG. 34 shows a sectional view of a third particular embodiment of a barrier 3405 whose thickness varies in the porous substrate 3410. In this configuration, the concentration of analyte is carried out both in the direction of the flow and transversely in the porous substrate.
  • the device comprises an injection-recovery zone, delimited at least partially by a barrier, and one or more ends.
  • the sample used contains at least two analytes: one well retained by the porous substrate, the other well transported by the flow.
  • the sample is deposited in one or more volumes on the injection-recovery zone, then one or more solvent volumes are added.
  • the well-retained compound is concentrated before the surface barrier, the transported compound is deposited on the end.
  • the separation and concentration steps are performed simultaneously. It is possible, in addition, to use a plurality of analytes moving with the solvent with varying speeds so as to separate and spatially concentrate several analytes with a single device.
  • FIG. 35 shows a particular embodiment of a device 3500 for separating and concentrating a plurality of analytes, which comprises a porous substrate 3505 in which barriers 3510 throughout the thickness of the porous substrate allow to guide the flow.
  • This device 3500 further comprises an injection-recovery zone 3515 of a plurality of analytes dissolved in one or more solvents delimited by a barrier 3520 at the surface or at a partial thickness to effect separation and concentration.
  • a method of concentrating a flow-transported sample in a porous medium can be carried out as follows:
  • the method of concentrating a sample well transported by the flow comprises a step of depositing the sample followed by additions of solvent - water in the case of hydrophilic compounds.
  • the porous substrate is treated by a wetting contrast, or solid barriers, or a blank, or any other manufacturing method, so as to have a closed channel type geometry at the end. It may also have an injection-recovery zone connected to the channel.
  • a sample volume is deposited on the injection-recovery zone.
  • the liquid flows in all accessible geometry, thanks to the capillary pump. Large free interfaces between liquid and air facilitate evaporation.
  • the analyte dissolved in the solvent is then deposited in dried form over the entire accessible surface of the porous medium.
  • the analyte is dried and is again dissolved and transported a certain distance, before being deposited in dried form, again.
  • the volume of solvent required depends on the porosity of the porous and the geometry of the channel.
  • a method of concentrating a sample retained in a porous medium can be performed as follows:
  • the method of concentrating a sample well retained by the porous medium comprises several successive sample deposits.
  • the porous substrate comprises an injection-recovery zone delimited by a barrier. This barrier can be made by a piece of tape or by depositing a small amount of wax.
  • the sample is deposited on the injection-recovery zone.
  • the capillary pump extracts the solvent, and the evaporation is fast thanks to this extraction.

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Abstract

ABRÉGÉ Le procédé (200) de stockage et de concentration d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide comportant, en outre, au moins un composé volatil comporte : - une étape initiale (205) d'injection du fluide dans un substrat poreux pour au moins un composé volatil, - une étape (210) de transport d'au moins un composé non volatil, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil et - une étape (215) de concentration de chaque composé non volatil transporté comportant : - au moins une étape (220) supplémentaire d'injection d'au moins un composé volatil dans ou sur le substrat poreux de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux et - pour chaque étape d'injection d'un composé volatil, une étape (225) de séchage de chaque composé non volatil en un lieu du substrat poreux réalisée par évaporation de chaque composé volatil. (Figure 2)

Description

PROCÉDÉ DE STOCKAGE ET DE CONCENTRATION D'UN COMPOSÉ NON VOLATIL
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention vise un procédé de stockage et de concentration d'un composé non volatil. Elle s'applique, notamment, aux systèmes de diagnostic médical dont les échantillons sont en faible quantité.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On appelle « système microfluidique » un système manipulant des fluides dont au moins l'une des dimensions caractéristiques est comprise entre 1 micromètre et 500 micromètres. Ces systèmes ont l'avantage de nécessiter une très faible quantité d'un analyte pour fonctionner.
On appelle « réactif » tout composé susceptible d'avoir une interaction avec un analyte. Cette interaction peut être de nature chimique, avec par exemple échange de protons, échange d'électrons, formation et/ou rupture de liaisons chimiques de type liaisons covalentes, liaisons hydrogènes, ponts disulfures ou liaisons de Van der Waals. Cette interaction peut également être de nature électrostatique, répulsive ou attractive. Cette interaction peut être spécifique, avec par exemple la formation de complexes antigènes-anticorps, la formation de complexes enzyme-substrat, l'hybridation de brins d'ADN complémentaires, ou non spécifique.
On appelle « composé volatil » tout composé dont une grande partie du volume s'évapore durant les temps d'expériences considérés. On appelle « composé non volatil » tout composé dont le volume qui s'évapore durant les temps d'expériences considérés est négligeable.
Les systèmes microfluidiques sont de plus en plus utilisés dans des domaines aussi variés que la chimie, la biologie, la physique, l'analyse, le criblage. Il existe différents types de ces systèmes, il existe notamment des puces issues de la microfabrication du verre, du silicium, du métal, des polymères ou une combinaison de ces matériaux.
Dans ce type de systèmes microfluidiques, des microcanaux peuvent être gravés dans le substrat par toute méthode connue. Une pièce massive ou en couche mince vient ensuite recouvrir le substrat, délimitant ainsi la géométrie des microcanaux. Les microcanaux peuvent également être obtenus par moulage d'un élastomère dans un moule approprié puis disposés sur un substrat. Ces microcanaux peuvent être agencés pour former un réseau dans lequel des fluides circulent.
Les écoulements sont générés, la plupart du temps, par des sources d'énergie extérieures comme des pompes pour un contrôle en pression et des pousse-seringues agissant sur le débit. Une microfluidique plus autonome est obtenue en exploitant les forces capillaires et les propriétés de mouillage.
Le document US 7,695,687 illustre la microfluidique autonome dans laquelle les forces capillaires permettent de générer un écoulement. En parallèle des canaux microfabriqués, il est possible d'utiliser un substrat poreux qui a l'avantage de présenter naturellement un réseau de microcanaux. C'est, par exemple, le cas du papier dans lequel l'eau s'écoule spontanément.
La récente technologie des systèmes microfluidiques papier s'applique particulièrement dans le domaine du diagnostique médical, car ces technologies peuvent être déployées à grande échelle et à faible coût. Dans ces systèmes, on dépose une goutte de fluide comportant au moins un composé non volatil sur un papier contenant un réactif configuré pour réagir avec au moins un composé non volatil. Les tests médicaux réalisés grâce à ces systèmes donnent des résultats quasi-instantanés et sont à usage unique.
Cependant, l'un des inconvénients principaux de ces systèmes microfluidiques papier est qu'un échantillon séché est habituellement jeté. Cet inconvénient est particulièrement important lorsque l'échantillon est en faible quantité, comme par exemple dans le cas de sang de nouveau-né utilisé au cours d'un diagnostic médical. De plus, les systèmes microfluidiques actuels n'optimisent pas la quantité de composé non volatil, par exemple présente dans un échantillon, nécessaire pour réaliser une réaction entre un réactif et au moins un composé non volatil. D'autre part, les systèmes actuels stockent les échantillons sous forme liquide dans des microcanaux ou des récipients.
Enfin, certains systèmes tentent de récupérer un analyte en plongeant un substrat poreux comportant un analyte séché dans un fluide comportant des enzymes configurées pour digérer le substrat poreux. Ces systèmes ont plusieurs désavantages, le premier étant une possible pollution du système par des bactéries inhibitrices de l'enzyme rendant plus difficile la récupération de l'analyte, le deuxième étant que le temps nécessaire pour réaliser cette digestion est de plusieurs heures et le troisième étant que les enzymes coûtent cher.
On connaît, en particulier, le document FR 2 946 269 qui a pour objet un dispositif micro- fluidique pour convoyer un produit d'une zone d'injection de produit à une zone d'arrivée de produit par une zone de canalisation de produit. Du fait de cet objectif de convoyage, le dispositif vise à minimiser l'effet d'évaporation d'un solvant transportant le produit au cours du convoyage. Ce document n'a ainsi pas pour objectif d'utiliser un échantillon séché présent sur un substrat poreux mais vise à un enseignement technique d'une solution de transport d'un échantillon.
On connaît également la demande de brevet EP 2 560 004 qui a pour objet un dispositif de détection de la présence d'un composé dans un fluide. En ce sens, l'effet technique recherché est de provoquer une réaction chimique d'un composé fixé à un substrat poreux en présence du composé à détecter de manière à colorer le substrat poreux par exemple. Ce document n'enseigne pas de mécanisme de transport de composé non volatil permettant un stockage et un déstockage satisfaisant au regard des contraintes mentionnées ci-dessus. On connaît enfin la demande de brevet WO 00/54309 qui a pour objet un dispositif de spectrométrie de masse destiné à déterminer la masse d'une molécule cible pour déterminer la nature de cette molécule. Ce document ne permet pas un stockage optimisé des molécules dans et/ou sur un substrat poreux au regard des contraintes mentionnées ci-dessus.
OBJET DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un procédé de stockage et de concentration d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide comportant, en outre, au moins un composé volatil, qui comporte :
- une étape initiale d'injection du fluide dans un substrat poreux pour au moins un composé volatil,
- une étape de transport d'au moins un composé non volatil, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil et
- une étape de concentration de chaque composé non volatil transporté comportant :
- au moins une étape supplémentaire d'injection d'au moins un composé volatil dans ou sur le substrat poreux de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux et
- pour chaque étape d'injection d'un composé volatil, une étape de séchage de chaque composé non volatil en un lieu du substrat poreux réalisée par évaporation de chaque composé volatil.
Grâce à ces dispositions, il est possible de stocker et de concentrer un composé non volatil en un lieu du substrat poreux. Cette concentration permet de réaliser, au lieu de la concentration, une analyse optimale du composé non volatil séché en ce lieu. En particulier, l'injection supplémentaire d'un composé volatil pour concentrer un composé non volatil est contre intuitive puisque le composé volatil s'écoule dans le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, en aval de l'étape de concentration, une étape de réaction d'au moins un composé non volatil avec au moins un réactif, chaque dit réactif étant configuré pour réagir avec chaque dit composé non volatil. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre, par exemple, une identification de la présence d'un composé non volatil dans le fluide injecté dans le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, en amont de l'étape de concentration, une étape de séparation de chaque composé non volatil en un lieu différent du substrat poreux par déplacement différencié de chaque composé non volatil. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent de réaliser une analyse séparée sur chaque composé non volatil indépendamment.
Dans des modes de réalisation, l'étape de réaction met en œuvre une pluralité de réactifs, chaque réactif étant positionné en un lieu différent du substrat poreux de manière à ce qu'au moins deux réactifs n'entrent pas en contact l'un avec l'autre. Ces modes de réalisation permettent, dans le cas de réactifs se colorant au contact d'un composé non volatil, d'identifier séparément la présence d'au moins deux composés non volatils.
Dans des modes de réalisation, le réactif est configuré pour, lors d'une étape de réaction, modifier les propriétés de transport du composé non volatil. Ces modes de réalisation permettent de retenir en un lieu un composé non volatil réagissant avec le réactif.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte une pluralité d'étapes supplémentaires d'injection d'un fluide dans ou sur le substrat poreux de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil. Ces modes de réalisation permettent d'augmenter la quantité d'un composé non volatil en un lieu du substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte une étape de déstockage d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux vers un récipient, par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel ledit composé non volatil se dissout. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent de récupérer un composé non volatil séché.
Dans des modes de réalisation, au moins une partie du substrat poreux comporte une densité fibreuse différente du reste du substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de retenir plus ou moins un composé non volatil au cours de l'étape de transport en fonction de la taille de ce composé volatil.
Dans des modes de réalisation, le substrat poreux comporte un gradient de densité de fibres selon un axe du substrat poreux. Ces modes de réalisation permettent de trier chaque composé non volatil en fonction de la taille de chacun de ces composés non volatils.
Dans des modes de réalisation, le substrat poreux comporte une barrière sur au moins une partie de la surface du substrat poreux, la barrière étant configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, le substrat poreux étant configuré pour être poreux, pour au moins un composé volatil, y compris sous la barrière. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent d'améliorer la concentration en un lieu de chaque composé non volatil en fonction du positionnement de la barrière. De plus, le fait qu'au moins un composé volatil puisse s'écouler sous la barrière permet une évaporation accélérée du composé volatil.
La présente invention vise, selon un deuxième aspect, un support de stockage et de concentration d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide comportant, en outre, au moins un composé volatil, qui comporte :
- un substrat poreux, pour au moins un composé volatil, y compris sous une barrière et - la barrière sur au moins une partie de la surface du substrat poreux, la barrière étant configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, au moins un composé non volatil étant ainsi concentré par écoulement dans le substrat poreux d'au moins un composé volatil.
Grâce à ces dispositions, le composé non volatil est concentré spatialement sur le substrat poreux en fonction du positionnement de la barrière. De plus, l'écoulement de chaque composé volatil dans l'intégralité du volume du substrat poreux permet une concentration rapide de chaque composé non volatil.
Dans des modes de réalisation, la barrière est positionnée au moins partiellement dans le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, la barrière est obtenue par solidification d'un polymère ou d'une résine en surface du substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre de réaliser une barrière, sur la surface ou sur une épaisseur partielle du substrat poreux, à bas coûts.
Dans des modes de réalisation, la barrière est obtenue par fonte puis solidification de cire sur le substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre de réaliser une barrière pénétrant dans une partie du volume du substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, la barrière est un ruban adhésif non poreux pour au moins un composé non volatil. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent une installation à bas coût d'une barrière en surface ou dans une épaisseur partielle du substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, la barrière est obtenue par contraste local de propriété de mouillage du substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre de réaliser une barrière sans nécessiter d'ajout supplémentaire de matière sur le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, la barrière forme un canal de transport de chaque composé non volatil. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre le déplacement d'au moins un composé non volatil en surface du substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le canal de transport est configuré :
- pour que chaque composé non volatil soit transporté, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil le long du canal et
- pour que chaque composé non volatil soit concentré en des lieux différents du substrat poreux par évaporation de chaque composé volatil.
L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent la séparation de chaque composé non volatil sur le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le substrat poreux comporte, en au moins un lieu, un réactif configuré pour réagir avec au moins un composé non volatil. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre de réaliser, par exemple, la détection d'un composé non volatil par la réaction entre le réactif et ce composé non volatil. Dans des modes de réalisation, le substrat poreux comporte une pluralité de réactifs de manière à ce qu'au moins deux composés réactifs n'entrent pas en contact l'un avec l'autre. L'avantage de ces modes de réalisation est que, dans le cas de réactifs configurés pour adopter une certaine couleur en cas de détection d'un certain composé non volatil, les deux couleurs ne se chevauchent pas de manière à permettre une identification facilitée de la présence de chaque composé non volatil ayant réagit.
Dans des modes de réalisation, la barrière est configurée pour permettre la fixation d'au moins un autre substrat poreux de manière à mettre en contact au moins deux substrats poreux. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent le transport d'un composé non volatil d'un substrat poreux à une autre.
Dans des modes de réalisation, au moins un autre substrat poreux fixé au support présente une densité fibreuse différente de la densité fibreuse du substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre un tri des composés non volatils en fonction de la taille de ces composés, voire un filtrage des composés non volatils.
Dans des modes de réalisation, la barrière est configurée pour augmenter en épaisseur selon un axe du substrat poreux de manière à réaliser la concentration transversale de chaque composé non volatil dans le substrat poreux. Ces modes de réalisation permettent de concentrer latéralement et transversalement un composé non volatil dans le substrat poreux.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un dispositif comportant :
- un support objet de la présente invention et
- un moyen d'injection d'un fluide sur le substrat poreux configuré pour réaliser une pluralité d'injections de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil.
Grâce à ces dispositions, un composé non volatil peut être concentré dans un même lieu du substrat poreux. En particulier, cet aspect permet, avec une seule injection de composé non volatil, d'augmenter la concentration en un lieu du substrat poreux par injection successive de composé volatil.
Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un dispositif comportant :
- un support objet de la présente invention et
- un moyen d'injection d'un fluide sur le substrat poreux configuré pour réaliser une pluralité d'injections de fluides différents dont au moins un fluide comporte au moins un composé non volatil sur un substrat poreux de manière à concentrer en différents lieux du substrat poreux, différents composés non volatils ou de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux.
Grâce à ces dispositions, plusieurs composés non volatils peuvent être concentrés dans des lieux différents du substrat poreux. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de transport d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux vers un récipient, par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel ledit composé non volatil se dissout. Ces modes de réalisation permettent de récupérer un composé non volatil séché dans le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de déstockage sélectif d'un composé non volatil par traversée du lieu dans lequel le composé non volatil est concentré par un solvant dans lequel le composé se dissout. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre la récupération sélective d'un composé non volatil.
La présente invention vise, selon un cinquième aspect, un procédé de transport et de déstockage d'au moins un composé non volatil séché dans un substrat poreux, qui comporte :
- une étape d'injection d'un solvant, dans lequel chaque composé non volatil séché se dissout, dans le substrat poreux,
- une étape de déstockage de chaque composé non volatil dans au moins un microcanal qui comporte :
- une étape de mise en contact du substrat poreux avec chaque dit microcanal,
- une étape de réduction de la pression dans chaque dit microcanal et
- une étape de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil présent dans le substrat poreux vers chaque dit microcanal.
La réduction de la pression dans chaque microcanal permet, par écoulement, d'attirer le fluide injecté depuis le substrat poreux vers chaque microcanal. Ces dispositions permettent la récupération d'un composé non volatil séché sur un substrat poreux et l'utilisation de ce composé une fois entré dans chaque microcanal.
Selon un sixième aspect, la présente invention vise un procédé de transport et de stockage d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide qui comporte :
- une étape d'injection du fluide dans au moins un microcanal et
- une étape de stockage de chaque composé non volatil dans un substrat poreux qui comporte :
- une étape de mise en contact du substrat poreux avec au moins un microcanal,
- une étape de modification de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le microcanal vers le substrat poreux,
- une étape de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil de chaque dit microcanal vers le substrat poreux et
- une étape de séchage de chaque composé non volatil dans le substrat poreux. Ces dispositions permettent de stocker, sur un substrat poreux, au moins un composé non volatil présent dans un microcanal sous forme séchée. Ce composé non volatil séché peut, ensuite, être déstocké pour être utilisé dans d'autres applications.
Dans des modes de réalisation, l'étape de transport comporte une étape de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent d'éviter une interruption du transport d'au moins un composé non volatil dans le cas où le substrat poreux et au moins un microcanal se désolidariseraient.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, en amont de l'étape de transport, une étape d'ouverture d'au moins un microcanal de manière à permettre l'insertion d'une partie du substrat poreux dans ledit microcanal. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre d'éviter la pollution du fluide dans au moins un microcanal par contact avec l'air ambiant avant que chacun de ces microcanaux soit mis en contact avec le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte en amont de l'étape d'injection, une étape d'insertion du substrat poreux dans au moins un microcanal. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent de concentrer au moins un composé non volatil sur le substrat poreux dans un microcanal.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, en amont de l'étape de séchage, une étape de concentration spatiale de chaque composé non volatil dans le substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre d'optimiser la réalisation d'une analyse sur un composé non volatil du fait de la concentration de ce composé volatil en un lieu du substrat poreux.
Dans un mode de réalisation, l'étape de concentration spatiale de chaque composé non volatil est réalisée en des lieux différents du substrat poreux. Ces modes de réalisation ont l'avantage de permettre la séparation de chaque composé non volatil dans le substrat poreux.
Dans des modes de réalisation, le fluide comporte, en outre, un composé volatil configuré pour permettre le transport de chaque composé non volatil et pour s'évaporer au cours de l'étape de séchage. L'avantage de ces modes de réalisation est qu'ils permettent une meilleure capacité de transport de chaque composé non volatil.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte une étape de déstockage sélectif d'un composé non volatil par traversée du lieu dans lequel le composé non volatil est concentré par un solvant dans lequel le composé se dissout. Ces modes de réalisation permettent de récupérer indépendamment chaque composé non volatil.
Dans des modes de réalisation, l'étape de déstockage comporte une étape de division du substrat poreux en zones dans lesquelles au moins un composé non volatil est concentré. L'avantage de ces modes de réalisation est d'améliorer la réalisation d'un déstockage sélectif d'au moins un composé non volatil en évitant la pollution en autres composés non volatils. Selon un septième aspect, la présente invention vise un procédé de transport, stockage et de déstockage d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide, qui comporte :
- une étape d'injection du fluide dans au moins un microcanal,
- une étape de stockage de chaque composé non volatil dans un substrat poreux qui comporte :
- une étape de mise en contact du substrat poreux avec au moins un microcanal ;
- une étape de modification de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le microcanal vers le substrat poreux ;
- une étape de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil de chaque dit microcanal vers le substrat poreux et
- une étape de séchage de chaque composé non volatil dans le substrat poreux ;
- une étape d'injection d'un solvant, dans lequel chaque composé non volatil se dissout, dans le substrat poreux et
- une étape de déstockage de chaque composé non volatil dans au moins un microcanal qui comporte :
- une étape de mise en contact du substrat poreux avec chaque dit microcanal ;
- une étape de réduction de la pression dans chaque dit microcanal et
- une étape de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil présent dans le substrat poreux vers chaque dit microcanal.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du procédé de transport et de stockage et du procédé de transport et de déstockage objets de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Les caractéristiques particulières des différents aspects de la présente invention sont destinées à être combinées pour donner d'autres modes de réalisation des procédés et dispositifs objets de la présente invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard de dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé de transport stockage et déstockage objet de la présente invention,
- la figure 2 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé de stockage et de concentration objet de la présente invention,
- la figure 3 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un support de stockage et de concentration objet de la présente invention, - la figure 4 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un dispositif de stockage et de concentration objet de la présente invention,
- la figure 5 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'un dispositif de stockage et de concentration objet de la présente invention,
- les figures 6 à 8 représentent des modes de réalisation particuliers d'un microcanal dont le nombre de zones de contact et de zones d'injection-récupération varie,
- les figures 9 à 1 1 représentent un mode de réalisation particulier d'un microcanal mis en œuvre, par exemple, par le procédé représenté en figure 1 ,
- la figure 12 représente un mode de réalisation particulier d'un système manuel de régulation de la pression interne d'un microcanal,
- les figures 13 et 14 représentent deux modes d'ouverture particuliers d'un microcanal et de mise en contact d'un substrat poreux,
- les figures 15 et 16 représentent des modes de réalisation particuliers d'un microcanal,
- la figure 17 représente un mode de réalisation particulier d'un transfert de liquide depuis un substrat poreux vers un microcanal,
- la figure 18 représente un microcanal dans lequel un substrat poreux a été inséré,
- les figures 19 à 22 représentent le déplacement d'un composé non volatil à travers un substrat poreux selon les caractéristiques du composé non volatil,
- les figures 23 et 24 représentent, par deux courbes, l'évolution de la concentration d'un composé non volatil sur un substrat poreux en fonction de paramètres d'injections particuliers,
- les figures 25 à 30 représentent des effets, en termes de concentration spatiale, de différents types de barrières d'un substrat poreux,
- les figures 31 à 34 représentent différents types de barrières et
- la figure 35 représente un microcanal réalisé à partir de barrières placées sur un substrat poreux.
DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif.
On note que les figures ne sont pas à l'échelle.
On note que le terme « un » est utilisé au sens « au moins un ».
Les substrats poreux mis en œuvre dans les modes de réalisation ci-dessous sont formés, par exemple, par un réseau de fibres de diamètre caractéristique de 20 micromètres, formant des pores polydispersés pouvant présenter une dimension transverse moyenne de cinq à dix micromètres. Par substrat poreux, on entend par exemple une feuille de papier présentant une épaisseur de 200 micromètres et une largeur centimètrique.
On observe, sur la figure 1 , un mode de réalisation particulier du procédé 100 de transport, stockage et déstockage. Ce procédé 100 comporte : - une étape 105 d'ouverture d'au moins un microcanal de manière à permettre l'insertion d'une partie d'un substrat poreux dans chaque dit microcanal,
- une étape 1 10 de mise en contact du substrat poreux avec au moins un microcanal,
- une étape 1 15 de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal, - une étape 120 de stockage de chaque composé non volatil dans un substrat poreux qui comporte :
- une étape 125 d'injection du fluide dans au moins un microcanal ;
- une étape 130 de modification de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal ;
- une étape 135 de transport ;
- une étape de concentration 140 spatiale de chaque composé non volatil dans le substrat poreux et
- une étape 145 de séchage de chaque composé non volatil dans le substrat poreux ;
- une étape 150 de division du substrat poreux en zones dans lesquelles au moins un composé non volatil est concentré,
- une étape 1 10 de mise en contact du substrat poreux avec chaque dit microcanal,
- une étape 1 15 de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal,
- une étape 165 de déstockage de chaque composé non volatil dans au moins un microcanal qui comporte :
- une étape 170 d'injection d'un fluide, dans lequel au moins un composé non volatil se dissout, dans le substrat poreux ;
- une étape 175 de déstockage sélectif d'un composé non volatil ;
- une étape 130 de modification de la pression dans chaque dit microcanal et - une étape 135 de transport.
L'étape d'ouverture 105 d'au moins un microcanal de manière à permettre l'insertion d'une partie du substrat poreux dans ledit microcanal est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'un moyen de section. Ce moyen de section peut être, par exemple, une paire de ciseaux. Cette étape 105 d'ouverture permet notamment d'éviter une évaporation trop rapide d'un composé volatil contenu dans le microcanal. Un mode de réalisation particulier de cette étape 105 d'ouverture est détaillé, ci-dessous, en regard de la figure 10.
L'étape de mise en contact 1 10 du substrat poreux avec au moins un microcanal est réalisée, par exemple, par l'insertion du substrat poreux dans une ouverture d'un microcanal. L'application visée consiste principalement en le stockage et déstockage d'un composé non volatil. L'intérêt d'insérer un substrat poreux dans un microcanal, présentant deux ouvertures par exemple, est de permettre de concentrer sur le substrat poreux les composés non volatils entrés dans le microcanal. De cette manière, la récupération des composés non volatils est facilitée puisque les composés non volatils sont concentrés. Un mode de réalisation particulier d'un dispositif correspondant à cette étape de mise en contacte 1 10 est décrit ci-dessous, en regard de la figure 18. L'étape de mise en contact 1 10 est réalisée, par exemple, par juxtaposition d'une ouverture d'au moins un microcanal et du substrat poreux.
L'étape 1 15 de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre de clips de fixation configurés pour presser le substrat poreux contre un microcanal ouvert. Un mode de réalisation particulier de cette étape 1 15 de solidarisation est détaillé, ci-dessous, en regard de la figure 1 1 .
L'étape d'injection 125 du fluide dans au moins un microcanal formé dans un matériau non poreux pour chaque composé non volatil est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue déposant dans une ouverture de chaque dit microcanal un fluide comportant au moins un composé non volatil. Dans des variantes, ce procédé 100 comporte une pluralité d'étapes 125 d'injection du fluide dans au moins un microcanal, de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil. Dans d'autres variantes, ce procédé 100 comporte une pluralité d'étapes d'injection 125 de fluides différents dont au moins un fluide comporte au moins un composé non volatil dans au moins un microcanal, de manière à concentrer en différents lieux du substrat poreux, différents composés non volatils ou de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux.
L'injection supplémentaire d'un fluide comportant un composé non volatil présent lors d'une étape précédente d'injection 125 permet d'augmenter la concentration de ce composé non volatil dans le substrat poreux. L'injection 125 d'un fluide comportant au moins un composé volatil, par exemple un solvant, permet de déplacer au moins un composé non volatil. Cet effet peut être particulièrement intéressant dans le cadre d'un substrat poreux comportant un réactif configuré pour réagir avec un composé non volatil particulier. Ainsi, il est possible de déplacer un composé non volatil jusqu'à provoquer une réaction chimique sans pour autant provoquer une réaction chimique avec d'autres composés non volatils dont la vitesse de déplacement dans le substrat poreux est inférieure. Les effets de ces injections supplémentaires sont décrits, ci-dessous, dans les descriptions des figures 20 à 24.
L'étape de modification 130 de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le microcanal vers le substrat poreux ou d'un fluide du substrat poreux vers le microcanal est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue de type pousse-seringue. En augmentant la pression dans le microcanal, le fluide est poussé du microcanal vers le substrat poreux. En diminuant la pression dans le microcanal, le fluide est attiré depuis le substrat poreux vers le microcanal. Un dispositif permettant de réaliser cette étape 130 de modification de la pression est détaillé, ci-dessous, dans la description de la figure 12. L'étape 135 de transport de chaque composé non volatil dans le substrat poreux, pour chaque composé non volatil, est réalisée par capillarité.
L'étape de concentration 140 spatiale s'effectue par évaporation de chaque composé volatil transportant au moins un composé non volatil. La concentration d'au moins un composé non volatil en un lieu du substrat poreux peut être améliorée par injection supplémentaire de composé volatil permettant le transport de parties du composé non volatil ne s'étant pas déplacées suffisamment avant le séchage du composé volatil. De plus la concentration spatiale de chaque composé non volatil est réalisée en des lieux différents du substrat poreux par évaporation de chaque composé non volatil.
L'étape de division 150 du substrat poreux en zones dans lesquelles au moins un composé non volatil est concentré est réalisée, par exemple, par section du substrat poreux en différentes zones. Dans des variantes, une barrière traversant le substrat poreux dans son épaisseur et dans sa largeur permet de diviser le substrat poreux en zones.
L'étape de mise en contact 1 10 est réalisée, par exemple, par juxtaposition d'une ouverture d'au moins un microcanal et du substrat poreux.
L'étape 1 15 de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre de clips de fixation configurés pour presser le substrat poreux contre un microcanal ouvert.
L'étape d'injection 170 d'un fluide sur ou dans le substrat poreux est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue déposant un fluide comportant au moins un composé non volatil sur ou dans le substrat poreux.
L'étape de déstockage 175 sélectif d'un composé non volatil est réalisée par traversée d'une zone, qui comporte un lieu dans lequel un composé non volatil est concentré, par un solvant dans lequel le composé se dissout.
L'étape de modification 130 de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le substrat poreux vers le microcanal est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue de type pousse-seringue. En réduisant la pression dans le microcanal, le fluide est tiré du substrat poreux vers le microcanal.
L'étape 135 de transport d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux vers au moins un microcanal est réalisée par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel ledit composé non volatil se dissout. Ce transport est réalisé, par exemple, par capillarité.
On observe, sur la figure 2, un mode de réalisation particulier du procédé 200 de stockage et concentration. Ce procédé 200 comporte :
- une étape initiale 205 d'injection du fluide dans un substrat poreux pour au moins un composé volatil,
- une étape 210 de transport d'au moins un composé non volatil, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil et - une étape 235 de séparation de chaque composé non volatil en un lieu différent du substrat poreux par déplacement différencié de chaque composé non volatil,
- une étape 215 de concentration de chaque composé non volatil transporté comportant :
- au moins une étape 220 supplémentaire d'injection d'au moins un composé volatil dans ou sur le substrat poreux de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux,
- une pluralité d'étapes 240 supplémentaires d'injection d'un fluide dans le substrat poreux de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil et
- pour chaque étape d'injection d'un composé volatil, une étape 225 de séchage de chaque composé non volatil en un lieu du substrat poreux réalisée par évaporation de chaque composé volatil ;
- une étape 230 de réaction d'au moins un composé non volatil avec au moins un réactif, chaque dit réactif étant configuré pour réagir avec chaque dit composé non volatil et - une étape 245 de déstockage d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux vers un récipient, par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel ledit composé non volatil se dissout.
L'étape d'injection 205 du fluide dans au moins un microcanal formé dans un matériau non poreux pour chaque composé non volatil est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue déposant dans ou sur un substrat poreux un fluide comportant au moins un composé non volatil.
L'étape de transport 210 du fluide dans ou sur le substrat poreux est réalisée, par exemple, par capillarité. Au cours de cette étape de transport 210, au moins un composé volatil transporte au moins un composé non volatil par capillarité à travers le substrat poreux. Dans des variantes, le substrat poreux comporte un gradient de densité de fibres selon un axe longitudinal à l'écoulement de manière à retenir progressivement les composés non volatils en fonction de la taille de ces composés non volatils. Dans d'autres variantes, la surface du substrat poreux comporte une barrière configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, le substrat poreux étant configuré pour être poreux, pour au moins un composé volatil, y compris sous la barrière.
Dans des variantes préférentielles, le composé volatil se dissipe dans l'épaisseur du substrat poreux de manière à augmenter le volume et la surface d'évaporation du composé volatil. A contrario, le composé non volatil est retenu en surface et se déplace uniquement en surface du substrat poreux.
L'étape de séparation 235 est réalisée, par exemple, par la différence de vitesse d'écoulement d'au moins deux composés non volatils. En effet, chaque composé non volatil dispose de caractéristiques propres qui influencent la vitesse de déplacement de ce composé non volatil dans le substrat poreux. Ce déplacement, de plus, est limité par la durée nécessaire à l'évaporation de chaque composé volatil dans lequel le composé non volatil est dissout. Ainsi, chaque composé non volatil se déplace jusqu'à un certain lieu du substrat poreux pendant la durée nécessaire à l'évaporation du solvant. Si deux composés non volatils ont une vitesse de déplacement différente, les deux composés non volatils se séparent au cours de cette étape de séparation 235.
L'étape supplémentaire d'injection 220 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue déposant dans ou sur un substrat poreux un fluide comportant au moins un composé volatil. Chaque étape supplémentaire d'injection 220 permet de déplacer au moins un composé non volatil se dissolvant dans au moins un composé volatil avant d'être transporté par chaque composé volatil.
L'étape supplémentaire d'injection 240 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d'une seringue déposant dans ou sur un substrat poreux un fluide comportant au moins un composé non volatil. Chaque étape supplémentaire d'injection 240 permet de d'augmenter la quantité d'au moins un composé non volatil dans le substrat poreux, chaque composé non volatil ainsi injecté pouvant ensuite être concentré en un lieu du substrat poreux.
L'étape de séchage 225 est réalisée, par exemple, par évaporation de chaque composé volatil présent sur ou dans le substrat poreux.
L'étape de réaction 230 est réalisée, par exemple, par le dépôt d'un réactif en un lieu du substrat poreux. Ce réactif est configuré pour réagir avec au moins un composé non volatil. Lorsqu'un composé non volatil est transporté sur le lieu auquel est placé le réactif, le réactif et le composé non volatil réagissent. Dans des variantes, une pluralité de réactifs est positionnée en des lieux différents du substrat poreux. Au moins un réactif est configuré pour modifier les propriétés de déplacement d'au moins un composé non volatil de manière à, par exemple, fixer un composé non volatil à un réactif.
L'étape de déstockage 245 est réalisée par traversée d'un lieu, qui comporte un composé non volatil concentré, par un solvant dans lequel le composé se dissout. Le solvant est ensuite, par exemple, aspiré par un microcanal dont la pression est réduite de manière à provoquer un écoulement du solvant depuis le substrat poreux vers le microcanal.
On observe, sur la figure 3, un mode de réalisation particulier du support 300 de stockage et de concentration objet de la présente invention. Ce support 300 comporte :
- un substrat poreux 305, pour au moins un composé volatil, y compris sous une barrière 310, qui comporte une pluralité de réactifs 320 configuré pour réagir avec au moins un composé non volatil et
- la barrière 310 sur au moins une partie de la surface du substrat poreux, la barrière étant configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, au moins un composé non volatil étant ainsi concentré par écoulement dans le substrat poreux d'au moins un composé volatil.
Le substrat poreux 305 est, par exemple, une feuille de papier sur laquelle est positionnée une barrière 310.
Cette barrière 310 est, par exemple, formée avec de la cire déposée sur le substrat poreux 305 puis fondue de manière à pénétrer dans le substrat poreux 305. Cette barrière 310 forme, sur et dans le substrat poreux 305, un canal de transport 315 pour au moins un composé volatil comportant au moins un composé non volatil.
Le canal de transport 315 est configuré :
- pour que chaque composé non volatil soit transporté, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil le long du canal 315 et
- pour que chaque composé non volatil soit concentré en des lieux différents du substrat poreux 305 par évaporation de chaque composé volatil.
Chaque composé non volatil présente des propriétés de déplacement sur le substrat poreux 305 différentes dépendantes de caractéristiques propres à chaque composé non volatil. Les différences de vitesse de déplacement sur le substrat poreux 305 de chaque composé non volatil provoquent une concentration en des lieux différents de chaque composé non volatil selon le temps nécessaire à l'évaporation de chaque composé volatil.
La barrière 310 est configurée pour permettre la fixation d'au moins un autre substrat poreux, non représenté, de manière à mettre en contact au moins deux substrats poreux. Cette barrière 310 est, par exemple, fondue en surface de manière à coller l'autre substrat poreux à la barrière 310. L'autre substrat poreux présente une densité fibreuse différente de la densité fibreuse du substrat poreux 305 initial.
Dans des variantes préférentielles, le composé volatil se dissipe dans l'épaisseur du substrat poreux de manière à augmenter le volume et la surface d'évaporation du composé volatil. A contrario, le composé non volatil est retenu en surface par la barrière.
On observe, sur la figure 4, un mode de réalisation d'un dispositif 40 de stockage et de concentration objet de la présente invention. Ce dispositif 40 comporte :
- un support 300 tel que décrit en figure 3 et
- un moyen 325 d'injection d'un fluide, sur ou dans le substrat poreux 305, configuré pour réaliser une pluralité d'injections de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux 305, successivement, différentes quantités du même composé non volatil,
- un moyen 330 de transport d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux 305 vers un récipient 340 et
- un moyen 335 de déstockage sélectif d'un composé non volatil.
Le moyen d'injection 325 est, par exemple, une seringue. Cette seringue permet de réaliser une pluralité d'injections d'un composé non volatil dans ou sur le substrat poreux 305. Ce composé non volatil, qu'il soit transporté par un composé volatil ou non, est transporté sur le substrat poreux 305 avant de sécher en un lieu du substrat poreux 305.
Le moyen de transport 330 est, par exemple, une seringue configurée pour injecter dans le substrat poreux 305 un solvant dans le lequel au moins un composé non volatil se dissout. Afin de transporter au moins un composé non volatil vers un récipient 340, tel un microcanal, le substrat poreux 305 est mis en contact avec le microcanal. Un moyen de réduction de la pression interne, non représenté, du microcanal permet de provoquer l'écoulement du composé solvant, comportant au moins un composé non volatil, depuis le substrat poreux 305 vers le microcanal.
Le moyen de déstockage 335 sélectif est, par exemple, une paire de ciseaux permettant de découper le substrat poreux 305 en fonction du positionnement de chaque lieu où est concentré un composé non volatil. L'injection d'un solvant dans chacune des parties découpées permet le déstockage sélectif d'au moins un composé non volatil.
On observe, sur la figure 5, un mode de réalisation d'un dispositif 50 de stockage et de concentration objet de la présente invention. Ce dispositif 50 comporte :
- un support 300 tel que décrit en regard de la figure 3 et
- un moyen 325 d'injection d'un fluide sur ou dans le substrat poreux 305 configuré pour réaliser une pluralité d'injections de fluides différents dont au moins un fluide comporte au moins un composé non volatil sur un substrat poreux 305 de manière à concentrer en différents lieux du substrat poreux 305, différents composés non volatils ou de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux,
- un moyen 330 de transport d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux 305 vers un récipient 340 et
- un moyen 335 de déstockage sélectif d'un composé non volatil.
Le moyen d'injection 325 est, par exemple, une seringue. Cette seringue permet de réaliser une pluralité d'injections d'au moins un composé non volatil dans ou sur le substrat poreux 305. Chaque composé non volatil, qu'il soit transporté par un composé volatil ou non, est transporté sur le substrat poreux 305 avant de sécher en un lieu du substrat poreux 305.
Le moyen de transport 330 est, par exemple, une seringue configurée pour injecter dans le substrat poreux 305 un solvant dans le lequel au moins un composé non volatil se dissout. Afin de transporter au moins un composé non volatil vers un récipient 340, tel un microcanal, le substrat poreux 305 est mis en contact avec le microcanal. Un moyen de réduction de la pression interne, non représenté, du microcanal permet de provoquer l'écoulement du solvant, comportant au moins un composé non volatil, depuis le substrat poreux 305 vers le microcanal.
Le moyen de déstockage 335 sélectif est, par exemple, une paire de ciseaux permettant de découper le substrat poreux 305 en fonction du positionnement de chaque lieu où est concentré un composé non volatil. L'injection d'un solvant dans chacune des parties découpées permet le déstockage sélectif d'au moins un composé non volatil.
On observe, sur la figure 6, un premier mode de réalisation d'un microcanal 60 vu de dessus. Ce microcanal 60 comporte un moyen 605 de réception d'un fluide, ce fluide peut être versé dans le moyen 605 de réception par un réservoir comportant dans des variantes un système de contrôle des écoulements microfluidiques dans le moyen 605 de réception. Ce microcanal 60 comporte, de plus, une zone de contact 610 configurée pour être placée en contact d'un substrat poreux, comme une feuille de papier par exemple.
Les microcanaux peuvent être réalisés par une étape de mise en forme d'un matériau. Par exemple, cette étape de mise en forme est réalisée par :
- gravure,
micro-usinage de verre ou de silicium ou
- moulage avec des polymères : thermoformage ou moulage à chaud, ablation de polymère, ou moulage de polymère.
Selon la technique utilisée le matériau mis en œuvre peut être de tout type de polymères, et par exemple des polymères tels que le Polystyrène (PS), le PolyCarbonate (PC), le PolyVinyl Chloride (PVC), des Cyclic Olefin Copolymères (COC), le Poly(Metyl MethAcrylate) (PMMA), le Thermoset PolyEster (TPE), le PolyUrethane MethAcrylate (PUMA), ou encore des Acrylonitrile Butadiène Styrènes.
Le matériau peut également être choisi parmi les liquides ou colles photoréticulables ou photosensibles, par exemple la Norland Optical Adhesive (« NOA ») (marques déposées).
Une fois la mise en forme du matériau réalisée, le matériau est positionné sur une couche d'un substrat plat. Le matériau moulé est positionné de façon à ce que le renfoncement, créé par le moulage, la gravure ou l'usinage, forme un canal microfluidique du côté du substrat plat.
On observe, sur la figure 7, un deuxième mode de réalisation d'un microcanal 70 vu de dessus. Dans ce deuxième mode de réalisation du microcanal 70, le microcanal 70 comporte une pluralité de zones de contact 710.
On observe, sur la figure 8, un troisième mode de réalisation d'un microcanal 80 vu de dessus. Dans ce troisième mode de réalisation du microcanal 80, le microcanal 80 comporte une zone de contact 810 dont la largeur s'accroît à mesure de l'éloignement d'un moyen 805 de réception d'un fluide.
On observe, sur la figure 9, une première vue de coupe d'un premier mode de réalisation particulier d'un microcanal 90. Ce microcanal 90 est réalisé, par exemple, selon l'une des techniques décrites en figure 6. La cavité 905 formée entre le matériau 910 traité et le substrat 915 agit comme un conduit. Un fluide peut être déposé, par écoulement par exemple, à l'ouverture de cette cavité 905. Le microcanal 90 est ainsi formé à l'interface de deux couches de matériau, au moins un des deux matériaux étant un substrat. Le volume du microcanal est contenu dans le renfoncement formé entre le substrat et l'autre matériau.
On observe, sur la figure 10, une deuxième vue de coupe du microcanal 90 décrit en figure 9. Dans cette figure 10, une partie du matériau 910 traité puis posé sur le substrat 915 est déformé par application d'une pression sur une extrémité 920 du microcanal 90 formée par le matériau 910 de manière à décoller le matériau 910 du substrat 915. Dans des variantes, le matériau 910 formant l'extrémité 920 du microcanal 90 est relié au reste du matériau 910 par une charnière. Dans d'autres variantes, le matériau 910 est à mémoire de forme et reprend une position initiale au contact du substrat 915 lorsque la pression est relâchée. Dans d'autres variantes, l'extrémité 920 du microcanal 90 formée par le matériau 910 est fixable au substrat 915.
On observe, sur la figure 1 1 , une troisième vue de coupe du microcanal 90 décrit en figures 9 et 10. Dans cette figure 1 1 , un substrat poreux 925 est introduit au contact du microcanal 90 par insertion du substrat poreux 925 entre le substrat 915 et le matériau 910 formant le microcanal 90. Une fois le substrat poreux 925 inséré, la partie décollée du matériau 910 et le substrat 915 sont forcés au contact du substrat poreux 925 par un clip de fixation 930 entourant d'une part le substrat 915 et le matériau 910 à l'endroit de l'insertion du substrat poreux 925.
Le substrat poreux 925 est composé par exemple d'une ou plusieurs feuilles de papier de type cellulose, nitrocellulose, acétate de cellulose, complété ou non par d'autres additifs ; un papier filtre ; un tissu textile ; des fibres de verres ; et de manière générale tout milieu poreux dans lequel s'effectue un écoulement de liquide par capillarité.
Une fois le substrat poreux 925 mis au contact du microcanal 90, et selon la pression dans le microcanal 90, soit un fluide contenu dans le microcanal 90 migre vers le substrat poreux 925, soit un fluide contenu dans le substrat poreux 925 migre vers le microcanal 90.
L'écoulement de liquide dans le substrat poreux 925 peut être contrôlé par la forme du substrat, par des barrières solides formées in-situ comme par exemple de la cire hydrophobe, de la résine ou des polymères, par un contraste de mouillage comme par exemple silanisation, traitement Alkyl Ketene Dimer, dit « AKD », ou toute autre technique de contrôle des écoulements en milieu poreux. En trempant un papier dans un bain d'AKD, on provoque le greffage chimique de cette molécule, qui rend alors le papier, naturellement hydrophile, hydrophobe. Un traitement plasma à travers un masque en métal permet d'attaquer la structure chimique greffée et de retrouver localement le caractère hydrophile du papier. On a donc des canaux dessinés par contraste de mouillage hydrophile-hydrophobe, technique similaire à la silanisation couplée à une insolation UV.
On observe, sur la figure 12, une vue en coupe d'un système manuel de variation de la pression interne d'un microcanal. Ce système de variation de pression comporte une seringue 1205, un réservoir 1210 et un moyen 1215 de connexion entre un fluide contenu dans le réservoir 1210 et le microcanal. Lorsqu'un utilisateur appuie sur la partie mobile de la seringue 1205, le fluide ou gaz contenu dans cette seringue 1205 est injecté dans le réservoir 1210, faisant augmenter la pression dans ce réservoir 1210. La pression interne grandissante du réservoir 1210 entraine l'évacuation d'une partie du fluide vers le microcanal. La pression augmente alors dans le microcanal jusqu'à pousser le fluide contenu dans le microcanal vers un substrat poreux qui serait au contact du microcanal. Lorsque l'utilisateur tire sur la partie mobile de la seringue 1205, la pression dans le réservoir 1210 diminue et le processus est inversé. Dans des variantes, la maîtrise de la pression du microcanal est réalisée par des contrôleurs de pression, des pousse-seringue ou d'autres systèmes de contrôle d'écoulements.
On observe, sur la figure 13, une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'un microcanal 1300. Dans ce mode de réalisation, un substrat poreux 1305 est inséré dans une cavité 1310 formée entre un matériau 1315 traité et un substrat 1320 par une ouverture dans le matériau 1315. Cette ouverture est réalisée par incision du matériau 1315.
On observe, sur la figure 14, une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation particulier d'un microcanal 1400. Dans ce mode de réalisation, un substrat poreux 1405 est inséré dans une cavité 1410 formée à l'intérieur d'un matériau 1415 traité fixé sur un substrat 1420 par incision du matériau 1415 et insertion du substrat poreux 1405 dans l'incision réalisée. Dans des variantes, le microcanal 1400 est fixé de manière permanente au substrat poreux 1405. Cette fixation permanente est réalisée, par exemple, par moulage du matériau 1415 autour du substrat poreux 1405. Cette fixation peut être réalisée, par exemple, par collage du substrat poreux 1405 au matériau 1415.
La mise en contact entre un microcanal et un substrat poreux a pour but de pouvoir transférer un échantillon liquide d'un système à l'autre. La mise en contact peut être maintenue par des outils pour maintenir une certaine étanchéité, comme par exemple des clips de fixation tels que décrits en figure 1 1 .
On observe, sur la figure 15, vu de dessus, un microcanal 1500 comportant une pluralité de moyens 1505 de réception d'un fluide, chaque fluide étant dirigé en fonction de la pression appliquée au fluide.
On observe, sur la figure 16, vu de dessus, un microcanal 1600 comportant une pluralité de subtrats poreux 1605 contenant chacun au moins un fluide, chaque fluide étant aspiré dans le microcanal 1600 par régulation de la pression interne du microcanal 1600.
On observe, sur la figure 17, vu en coupe, un mode de réalisation particulier d'un kit de déstockage d'analyte 1700. Ce kit de déstockage d'analyte 1700 comporte un microcanal 1705 et un substrat poreux 1710 comportant des analytes séchés. Des analytes séchés sont obtenus par évaporation d'un solvant transportant les analytes à travers un substrat poreux 1710. Le substrat poreux 1710 est mis en contact avec le microcanal 1705 et un solvant 1720 est injecté dans le substrat poreux 1710. Par capillarité, le solvant 1720 se répartit dans le substrat poreux 1710, transportant lors de son passage les analytes séchés. La pression dans le microcanal 1705 est diminuée de manière à ce que l'analyte transporté par le solvant 1720 entre dans le microcanal 1705. Cet analyte pénètre plus ou moins dans le microcanal 1705 en fonction de la pression exercée.
On observe, sur la figure 18, vu en coupe, un mode de réalisation particulier d'un kit de stockage ou de déstockage d'analytes 1800. Dans ce kit 1800, un substrat poreux 1805 est embarqué à l'intérieur d'un microcanal 1810. Le microcanal 1810 comporte deux ouvertures 1815, une en amont du substrat poreux 1805 et une en aval du substrat poreux 1805. L'insertion dans une première ouverture d'un solvant comportant un analyte permet de stocker l'analyte dans le substrat poreux 1805 de manière sèche par évaporation du solvant. Pour récupérer l'analyte, on fait entrer un solvant par l'une des ouvertures 1815 du microcanal 1800 de manière à ce que l'analyte se dissolve dans le solvant et quitte le microcanal 1800 par la deuxième ouverture 1815. Dans cette configuration, le substrat poreux 1805 sert de matrice de stockage.
La modification chimique par voie sèche ou humide des surfaces du substrat poreux 1805 et/ou du microcanal 1810 permet de contrôler l'affinité hydrophile ou hydrophobe pour les échantillons utilisés.
Lorsque plusieurs microcanaux sont montés sur un substrat, on parle de « puce microfluidique ». Les microcanaux d'une puce microfluidique ont, par exemple, une longueur comprise par exemple entre 0,1 nanomètre et plusieurs centimètres. Le canal formé dans un substrat poreux peut être de taille similaire à celle du microcanal ou très différente selon les moyens technologiques à disposition.
Un microcanal peut être fabriqué, à titre indicatif, de la façon suivante :
Pour réaliser un microcanal, la photolithographie d'une résine déposée sur un wafer de silicium permet d'obtenir un moule solide et réutilisable. Un polymère de type PolyDiMéthylSiloxane, abrégé « PDMS », ainsi qu'un réticulant sont mélangés et versés sur le moule. Une étape de dégazage, sous vide pendant vingt minutes, permet d'extraire les bulles d'air, puis une cuisson à 70 °C pendant deux heures, assure la bonne réticulation du polymère. Le polymère ainsi moulé est alors dissocié du moule en silicium, par légère déformation mécanique, puis une entrée est percée grâce à un poinçon. Le polymère, contenant le microcanal, est alors collé sur une lame de verre grâce à un traitement plasma, sous oxygène.
La lame de verre peut avoir été recouverte au préalable d'une couche de polymère. Une étape de séchage sous atmosphère de silane peut précéder le collage du polymère avec la lame de verre, afin de fonctionnaliser les surfaces avec un groupement chimique présent sur le silane. Le moule en PDMS peut servir de timbre pour transférer le motif à une colle photo- réticulable après insolation ultraviolette.
Une puce microfluidique papier peut être réalisée, à titre indicatif, de la façon suivante : Le système microfluidique sur papier peut résulter d'une simple découpe du substrat. Les canaux sur papier peuvent être définis par contraste de mouillage. Un traitement chimique préalable (de type AKD ou silanisation) permet de contrôler l'état de tout le substrat. Une insolation ultraviolette ou un traitement plasma, localisé à travers un masque en métal, quartz, résine, chrome ou plastique par exemple ou par focalisation permet de changer l'état localement.
Selon un autre mode de réalisation les canaux sur papier peuvent être définis par solidification in situ d'un composé permettant de boucher les pores du substrat poreux : comme une cire, un polymère, une résine. La localisation de ces barrières peut résulter d'une insolation spécifique (photolithographie) ou d'un dépôt précis (imprimante à encre solide par exemple). La formation de microstructures creusées, par exemple par un laser, peut constituer également une forme de barrière.
Le support papier peut aussi avoir été incisé de sorte à former non pas un milieu poreux mouillant mais un seul canal.
La mise en contact entre le microcanal et le substrat poreux est réalisée, par exemple, de la façon suivante :
Le système microfluidique en papier et le microcanal peuvent être mis en contact en décollant spécifiquement les deux couches constitutives composées du matériau et du substrat à l'aide d'un scalpel. Selon les modes de fabrication, les couches sont de type polymères, ou polymère-verre, ou colle photoréticulable-verre, ou colle photoréticulable. Le substrat poreux est alors glissé entre les deux couches constitutives. Un clip de fixation est positionné de sorte à exercer une pression de part et d'autre des deux couches constitutives pour rétablir l'étanchéité.
Le substrat poreux peut aussi être glissé dans une entaille, horizontale, verticale ou oblique, réalisée au sein du polymère constitutif du microcanal. La mise en contact entre le substrat poreux et le microcanal peut être réalisée pendant la fabrication du microcanal en glissant le substrat poreux entre les deux couches constitutives avant ou pendant l'étape de collage, ou en moulant une partie du microcanal autour du substrat poreux.
Lors de l'écoulement depuis un microcanal vers un substrat poreux, les analytes dissouts dans un solvant présentent des affinités différentes avec le substrat poreux selon des critères stériques, chromatographiques, physiques ou chimiques liés à la taille des molécules, aux propriétés électrostatiques des analytes, liaisons covalentes ou liaisons de van der waals par exemple. La vitesse d'écoulement des analytes dans le substrat poreux peut être différente de celle du solvant voire nulle. On observe, sur la figure 19, un substrat poreux 1900 comportant une zone d'injection-récupération 1905 sur laquelle est déposée un solvant comportant des analytes dissouts. Sur la figure 19, on observe notamment le cas où la vitesse d'écoulement des analytes est inférieure à la vitesse d'écoulement du solvant. Dans cette configuration, le solvant forme un front de solvant 1910 et la position des analytes est bornée entre ce front de solvant 1910 et la zone d'injection-récupération 1905. On observe, dans la figure 20, un substrat poreux 2000 tel que décrit en figure 19 dans lequel la vitesse d'écoulement des analytes est nulle. Dans cette configuration, les analytes demeurent au niveau de la zone d'injection-récupération 2005.
L'évaporation du solvant est naturellement présente à cause des grandes interfaces libres air/liquide, les canaux microfluidiques étant ouverts. De plus, un procédé d'enrichissement qui consiste à réaliser plusieurs dépôts successifs de solvant dans lequel des analytes sont dissouts, séparés par des temps d'attente pour permettre l'évaporation, assure un effet de concentration en augmentant la quantité d'analyte déposé. Ce phénomène est intéressant à partir du moment où la zone d'injection-récupération est contrôlée, par exemple en vue d'un déstockage sélectif ou d'une réaction avec un réactif dont la position est spécifique.
Dans le cas d'un analyte bien transporté par le solvant, lorsqu'un dépôt est réalisé sur un substrat poreux, à l'intérieur d'un motif réalisé en barrière de cire, contraste de mouillage ou tout autre procédé de fabrication, la pompe capillaire entraîne le liquide sur tout le volume accessible du milieu poreux. Cet effet est limité par le volume fini d'échantillon déposé. Ainsi, une goutte déposée à l'entrée d'un canal droit présente un front liquide qui avance et entraîne un analyte d'intérêt grâce au solvant déposé. Lorsque ce dépôt est séché, l'analyte est réparti quasiment uniformément sur toute la zone atteinte par l'échantillon. On peut noter un effet Marangoni qui favorise les dépôts sur les bords du substrat poreux, à cause du gradient de tension , dû à l'évaporation non homogène du solvant. Dans le cas d'une surface rugueuse, ou d'un milieu poreux, ce phénomène est limité. En ajoutant une goutte de solvant à l'entrée du canal droit, sur lequel est séché l'analyte, le solvant est à nouveau dissout et transporté par l'écoulement. Par un ou plusieurs ajouts, l'analyte initialement séché uniformément, peut être transporté jusqu'à l'extrémité de l'écoulement. On observe notamment en figure 21 un substrat poreux 2100 comportant une zone d'injection-récupération 2105 de solvant comportant un analyte 21 10 d'intérêt. Cet analyte 21 10, avec le solvant, se déplace par capillarité dans le substrat poreux 2100 jusqu'à l'évaporation du solvant. On observe, sur la figure 22, le substrat poreux 2100 décrit en figure 21 , dans lequel du solvant a été ajouté sur la zone d'injection- récupération, de manière à déplacer l'analyte 21 10 sur le milieu poreux.
Des dépôts successifs de solvant permettent notamment d'augmenter la concentration locale d'analyte. En effet, alors que le solvant s'évapore, moyennant un dosage maîtrisé, toujours au même endroit du substrat poreux, il permet de transporter les analytes à cet endroit. On observe, sur la figure 23, une courbe représentative de la concentration locale en analyte en fonction du nombre de dépôts successifs de solvant sur la zone d'injection-récupération d'un substrat poreux. On observe, notamment, que la concentration d'analyte grandit jusqu'à atteindre un seuil de saturation qui dépend de la quantité totale d'analyte déposé.
Pour coupler ce procédé de concentration avec une technique d'enrichissement, il suffit de faire un ou plusieurs dépôts d'échantillons, séparés d'un temps de séchage, suivis de un ou plusieurs ajouts de solvants qui assurent le transport final. Ce processus est analogue à celui illustré en figures 21 et 22, si ce n'est qu'au lieu d'un dépôt réalisé sur la zone d'injection- récupération du substrat poreux, c'est une pluralité de dépôts qui sont réalisés. L'accumulation d'une pluralité de dépôts d'analytes et d'une pluralité de dépôts de solvant permet d'augmenter significativement la concentration locale en analyte au lieu de la concentration. On observe, sur la figure 24, une courbe de la concentration locale en analyte d'intérêt en fonction du volume de dépôts de solvant comportant un analyte d'intérêt sur la zone d'injection-récupération et du volume de solvant déposé dans la zone d'injection-récupération.
Dans le cas d'un analyte bien retenu par la matrice poreuse du substrat poreux, le procédé consiste à limiter l'étalement de la goutte en surface pour restreindre la zone d'injection-récupération tout en permettant à la pompe capillaire d'extraire le solvant. Sans barrières, la goutte s'étale sur une grande surface. Avec des barrières dans toute l'épaisseur du substrat poreux, la goutte est bien retenue spatialement mais le temps d'évaporation est long car la goutte reste sous forme de calotte sphérique. Avec des barrières en surface ou dans une épaisseur partielle du substrat poreux, il n'y a pas d'étalement de goutte, donc la zone d'injection-récupération est restreinte, la pompe capillaire permet d'extraire le solvant. La goutte est transformée en un film mince qui a un temps d'évaporation beaucoup plus court. On observe, sur la figure 25, une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'un dépôt d'une goutte 2505 d'un solvant comportant un analyte sur un substrat poreux 2510 ne comportant aucune barrière. On observe, sur la figure 26, une vue de dessus du dépôt illustré en figure 25. Sur cette figure 26, on observe notamment que la zone d'injection-récupération de l'analyte 2605 et la zone d'injection-récupération du solvant 2610 sont de taille proches. Dans cette configuration, l'évaporation du solvant est rapide mais la zone d'injection-récupération de l'analyte est large.
On observe, sur la figure 27, une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'un dépôt d'une goutte 2705 d'un solvant comportant un analyte sur un substrat poreux 2710 comportant des barrières 2715 en surface. On observe, sur la figure 28, une vue de dessus du dépôt illustré en figure 27. Sur cette figure 28, on observe notamment que la zone d'injection- récupération de l'analyte 2805, délimitée par la barrière 2815 formant une surface close, est de taille bien plus petite que la zone d'injection-récupération du solvant 2810, qui n'est pas limitée par la barrière. Dans cette configuration, l'évaporation du solvant est rapide et la zone d'injection-récupération de l'analyte est petite. On observe, sur la figure 29, une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'un dépôt d'une goutte 2905 d'un solvant comportant un analyte sur un substrat poreux 2910 comportant des barrières 2915 dans l'épaisseur du substrat poreux. On observe, sur la figure 30, une vue de dessus du dépôt illustré en figure 29. Sur cette figure 30, on observe notamment que la zone d'injection-récupération de l'analyte 3005 est de taille similaire à la taille de la zone d'injection-récupération du solvant 3010. Dans cette configuration, l'évaporation du solvant est lente mais la zone d'injection-récupération de l'analyte est petite.
En répétant le procédé de dépôt sur un substrat poreux comportant des barrières de surface un grand nombre de fois, on peut déposer une grande quantité d'analyte sur la zone d'injection-récupération, en un temps assez court du fait du faible temps d'évaporation. La concentration en analyte déposé augmente donc linéairement avec le volume d'échantillon déposé.
La réalisation de cette barrière peut résulter de nombreux procédés de fabrication. Par exemple, un morceau de ruban adhésif remplit tous les critères avec une bonne adhérence sur le milieu poreux et une surface hydrophobe qui contraste avec le milieu poreux hydrophile. L'utilisation de la cire chauffée permet de constituée in situ des barrières dans toute l'épaisseur du substrat poreux. En limitant la quantité de cire déposée ou le temps de chauffage, on peut diminuer la diffusion de la cire et obtenir une barrière dans une épaisseur partielle du substrat poreux. Il est également possible d'obtenir une barrière en surface ou dans une épaisseur partielle par la réticulation de polymère ou résine, ou par contraste de mouillage. On observe, en figure 31 , une vue en coupe d'un mode de réalisation particulier d'une barrière 3105 sur un substrat poreux 31 10 dans lequel la barrière est un ruban adhésif hydrophobe. On observe, sur la figure 32, une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation particulier d'une barrière 3205 sur un substrat poreux 3210 dans lequel la barrière est de la cire déposée en petite quantité sur le substrat poreux 3210. On observe, sur la figure 33, une vue en coupe du deuxième mode de réalisation particulier de la barrière 3305 telle que décrite en figure 32 dans lequel la cire a été chauffée de manière à pénétrer dans un substrat poreux 3310 pour y former une barrière.
On observe sur la figure 34, une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation particulier d'une barrière 3405 dont l'épaisseur varie dans le substrat poreux 3410. Dans cette configuration, la concentration en analyte est réalisée à la fois dans la direction de l'écoulement et de manière transverse dans le substrat poreux.
Dans un souci de parallélisation des opérations, il est possible de combiner les deux systèmes de concentration décrits ci-dessus, c'est à dire pour le cas où un analyte est fixe et le cas où un analyte se déplace facilement avec le solvant. Dans ce cas, le dispositif comporte une zone d'injection-récupération, délimitée au moins partiellement par une barrière , et une ou plusieurs extrémités. L'échantillon utilisé contient au moins deux analytes : l'un bien retenu par le substrat poreux, l'autre bien transporté par l'écoulement. L'échantillon est déposé en un ou plusieurs volumes sur la zone d'injection-récupération, puis un ou plusieurs volumes de solvant sont ajoutés. Le composé bien retenu est concentré avant la barrière de surface, le composé transporté se dépose sur l'extrémité. Avec un seul système, les étapes de séparation et concentration sont réalisées simultanément. Il est possible, de plus, d'utiliser une pluralité d'analytes se déplaçant avec le solvant avec des vitesses variables de manière à séparer et concentrer spatialement plusieurs analytes avec un seul dispositif.
On observe, sur la figure 35, un mode de réalisation particulier d'un dispositif 3500 de séparation et de concentration d'une pluralité d'analytes qui comporte un substrat poreux 3505 dans lequel des barrières 3510 dans toute l'épaisseur du substrat poreux permettent de guider l'écoulement. Ce dispositif 3500 comporte, de plus, une zone d'injection-récupération 3515 d'une pluralité d'analytes dissouts dans un ou plusieurs solvants délimitée par une barrière 3520 en surface ou sur une épaisseur partielle pour réaliser la séparation et la concentration. En déposant le ou les solvants comportant les analytes sur la zone d'injection-récupération, ces analytes sont transportés par leur solvant respectif à travers le substrat poreux 3505 en fonction de leur caractéristique propre de déplacement dans un substrat.
Un procédé de concentration d'un échantillon transporté par écoulement dans un milieu poreux peut être réalisé de la façon suivante :
Le procédé de concentration d'un échantillon bien transporté par l'écoulement comprend une étape de dépôt de l'échantillon suivi d'ajouts de solvant - l'eau dans le cas de composés hydrophiles. Le substrat poreux est traité par un contraste de mouillage, ou des barrières solides, ou une découpe, ou tout autre procédé de fabrication, de sorte à présenter une géométrie de type canal fermé à l'extrémité. Il peut également présenter une zone d'injection- récupération reliée au canal.
Un volume d'échantillon est déposé sur la zone d'injection-récupération. Le liquide s'écoule dans toute la géométrie accessible, grâce à la pompe capillaire. Les grandes interfaces libres entre le liquide et l'air facilitent l'évaporation. L'analyte dissout dans le solvant est alors déposé sous forme séchée sur toute la surface accessible du milieu poreux. En ajoutant un volume de solvant, l'analyte est séché et est à nouveau dissout et transporté sur une certaine distance, avant d'être déposé sous forme séchée, une nouvelle fois. En répétant cette opération un certain nombre de fois, l'ensemble de l'analyte peut être transporté et déposé jusqu'à l'extrémité, minimisant ainsi la zone de dépôt de l'analyte, d'où l'effet de concentrateur. Le volume de solvant nécessaire dépend de la porosité du poreux et de la géométrie du canal.
Pour un effet de concentration amplifié, il est possible de réaliser plusieurs dépôts d'échantillons avant d'ajouter les dépôts de solvant. Un procédé de concentration d'un échantillon retenu dans un milieu poreux peut être réalisé de la façon suivante :
Le procédé de concentration d'un échantillon bien retenu par le milieu poreux comprend plusieurs dépôts successifs d'échantillon. Le substrat poreux comprend une zone d'injection- récupération délimitée par une barrière. Cette barrière peut être réalisée par un morceau de ruban adhésif ou par dépôt d'une petite quantité de cire.
L'échantillon est déposé sur la zone d'injection-récupération. La pompe capillaire extrait le solvant, et l'évaporation est rapide grâce à cette extraction. Dès que l'échantillon est séché, il est possible de réaliser le dépôt suivant. En répétant cette opération un grand nombre de fois, une grande quantité d'analyte d'intérêt peut être réunie sur la zone d'injection-récupération, d'où l'effet de concentration.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé (200) de stockage et de concentration d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide comportant, en outre, au moins un composé volatil, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape initiale (205) d'injection du fluide dans un substrat poreux pour au moins un composé volatil,
- une étape (210) de transport d'au moins un composé non volatil, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil et
- une étape (215) de concentration de chaque composé non volatil transporté comportant :
- au moins une étape (220) supplémentaire d'injection d'au moins un composé volatil dans ou sur le substrat poreux de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux et
- pour chaque étape d'injection d'un composé volatil, une étape (225) de séchage de chaque composé non volatil en un lieu du substrat poreux réalisée par évaporation de chaque composé volatil.
2. Procédé (200) selon la revendication 1 , qui comporte, en aval de l'étape (215) de concentration, une étape (230) de réaction d'au moins un composé non volatil avec au moins un réactif, chaque dit réactif étant configuré pour réagir avec chaque dit composé non volatil.
3. Procédé (200) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte, en amont de l'étape (215) de concentration, une étape (235) de séparation de chaque composé non volatil en un lieu différent du substrat poreux par déplacement différencié de chaque composé non volatil.
4. Procédé (200) selon les revendications 2 et 3, dans lequel l'étape (230) de réaction met en œuvre une pluralité de réactifs, chaque réactif étant positionné en un lieu différent du substrat poreux, au moins deux réactifs n'entrant pas en contact entre eux.
5. Procédé (200) selon l'une des revendications 2 ou 4, dans lequel au moins un réactif est configuré pour, lors d'une étape (230) de réaction, modifier les propriétés de transport du composé non volatil.
6. Procédé (200) selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte une pluralité d'étapes (240) supplémentaires d'injection d'un fluide dans ou sur le substrat poreux de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil.
7. Procédé (200) selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte une étape (245) de déstockage d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux vers un récipient, par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel le composé non volatil se dissout.
8. Procédé (200) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel au moins une partie du substrat poreux comporte une densité fibreuse différente du reste du substrat poreux.
9. Procédé (200) selon la revendication 8, dans lequel le substrat poreux comporte un gradient de densité de fibres selon un axe du substrat poreux.
10. Procédé (200) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le substrat poreux comporte, sur au moins une partie de la surface du substrat poreux, une barrière configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, le substrat poreux étant configuré pour être poreux, pour au moins un composé volatil, y compris sous la barrière.
1 1 . Support (300) de stockage et de concentration d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide comportant, en outre, au moins un composé volatil, caractérisé en ce qu'il comporte :
- un substrat poreux (305, 2820), pour au moins un composé volatil, y compris sous une barrière et
- la barrière (310, 2815) sur au moins une partie de la surface du substrat poreux, la barrière étant configurée pour être non poreuse pour au moins un composé non volatil, au moins un composé non volatil étant ainsi concentré par écoulement dans le substrat poreux d'au moins un composé volatil.
12. Support (300) selon la revendication 1 1 , dans lequel la barrière (310) est positionnée au moins partiellement dans le substrat (305) poreux.
13. Support (300) selon la revendication 1 1 , dans lequel la barrière (310) est un ruban adhésif non poreux pour au moins un composé non volatil.
14. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 ou 12, dans lequel la barrière (310) est obtenue par solidification d'un polymère ou d'une résine en surface du substrat poreux.
15. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 ou 12, dans lequel la barrière (310) est obtenue par fonte puis solidification de cire sur le substrat poreux.
16. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 ou 12, dans lequel la barrière (310) est obtenue par contraste local de propriété de mouillage du substrat poreux.
17. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 16, dans lequel la barrière (310) forme un canal de transport (315) de chaque composé non volatil.
18. Support (300) selon la revendication 17, dans lequel le canal de transport (315) est configuré :
- pour que chaque composé non volatil soit transporté, au moins par capillarité, par au moins un composé volatil le long du canal et - pour que chaque composé non volatil soit concentré en des lieux différents du substrat poreux (305) par évaporation de chaque composé volatil.
19. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 18, dans lequel le substrat poreux (305) comporte, en au moins un lieu, un réactif (320) configuré pour réagir avec au moins un composé non volatil.
20. Support (300) selon la revendication 19, dans lequel le substrat poreux comporte une pluralité de réactifs (320), au moins deux réactifs n'entrant pas en contact entre eux.
21 . Support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 20, dans lequel la barrière (310) est configurée pour permettre la fixation d'au moins un autre substrat poreux de manière à mettre en contact au moins deux substrats poreux.
22. Support (300) selon la revendication 21 , dans lequel au moins un autre substrat poreux fixé au support présente une densité fibreuse différente de la densité fibreuse du substrat poreux.
23. Support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 22, dans lequel la barrière est configurée pour augmenter en épaisseur selon un axe du substrat poreux pour réaliser la concentration transversale de chaque composé non volatil dans le substrat poreux.
24. Dispositif (35) comportant :
- un support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 23 et
- un moyen (325) d'injection d'un fluide sur le substrat poreux (305) configuré pour réaliser une pluralité d'injections de manière à concentrer au même lieu du substrat poreux, successivement, différentes quantités du même composé non volatil.
25. Dispositif (40) comportant :
- un support (300) selon l'une des revendications 1 1 à 24 et
- un moyen (330) d'injection d'un fluide sur le substrat poreux (305) configuré pour réaliser une pluralité d'injections de fluides différents dont au moins un fluide comporte au moins un composé non volatil sur un substrat poreux de manière à concentrer en différents lieux du substrat poreux, différents composés non volatils ou de manière à déplacer au moins un composé non volatil d'un lieu à un autre du substrat poreux.
26. Dispositif (35, 40) selon l'une des revendications 24 ou 25, qui comporte un moyen (335) de transport d'au moins un composé non volatil depuis le substrat poreux (305) vers un récipient (340), par traversée du substrat poreux par un solvant dans lequel ledit composé non volatil se dissout.
27. Dispositif (35, 40) selon la revendication 26, qui comporte un moyen (345) de déstockage sélectif d'un composé non volatil par traversée du lieu dans lequel le composé non volatil est concentré par un solvant dans lequel le composé se dissout.
28. Procédé (100) de transport et de déstockage d'au moins un composé non volatil séché dans un substrat poreux selon le procédé de l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape (135) d'injection d'un solvant, dans lequel chaque composé non volatil séché se dissout, dans le substrat poreux,
- une étape (140) de déstockage de chaque composé non volatil dans au moins un microcanal qui comporte :
- une étape (145) de mise en contact du substrat poreux avec chaque dit microcanal,
- une étape (150) de réduction de la pression dans chaque dit microcanal et
- une étape (155) de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil présent dans le substrat poreux vers chaque dit microcanal.
29. Procédé (100) de transport et de stockage d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide selon le procédé de l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape (1 10) d'injection du fluide dans au moins un microcanal et
- une étape (1 15) de stockage de chaque composé non volatil dans un substrat poreux qui comporte :
- une étape (120) de mise en contact du substrat poreux avec au moins un microcanal,
- une étape (160) de modification de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le microcanal vers le substrat poreux,
- une étape (125) de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil de chaque dit microcanal vers le substrat poreux et
- une étape (130) de séchage de chaque composé non volatil dans le substrat poreux.
30. Procédé (100) selon l'une des revendications 28 ou 29, dans lequel l'étape (125, 155) de transport comporte une étape (165) de solidarisation du substrat poreux avec au moins un microcanal.
31 . Procédé (100) selon l'une des revendications 28 à 30, qui comporte, en amont de l'étape (125, 155) de transport, une étape (170) d'ouverture d'au moins un microcanal de manière à permettre l'insertion d'une partie du substrat poreux dans ledit microcanal.
32. Procédé (100) selon l'une des revendications 28 à 31 , qui comporte en amont de l'étape (1 10) d'injection, une étape (105) d'insertion du substrat poreux dans au moins un microcanal.
33. Procédé (100) selon l'une des revendications 28 à 32, qui comporte, en amont de l'étape (130) de séchage, une étape (175) de concentration spatiale de chaque composé non volatil dans le substrat poreux.
34. Procédé (100) selon la revendication 33, dans lequel l'étape (175) de concentration spatiale de chaque composé non volatil est réalisée en des lieux différents du substrat poreux.
35. Procédé (100) selon l'une des revendications 28 à 34, dans lequel le fluide comporte, en outre, un composé volatil configuré pour permettre le transport de chaque composé non volatil et pour s'évaporer au cours de l'étape (130) de séchage.
36. Procédé (100) selon la revendication 35, qui comporte une étape (180) de déstockage sélectif d'un composé non volatil par traversée du lieu dans lequel le composé non volatil est concentré par un solvant dans lequel le composé se dissout.
37. Procédé (100) selon la revendication 36, dans lequel l'étape (180) de déstockage comporte une étape (185) de division du substrat poreux en zones dans lesquelles au moins un composé non volatil est concentré.
38. Procédé (100) de transport, stockage et de déstockage d'au moins un composé non volatil présent dans un fluide selon le procédé de l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape (1 10) d'injection du fluide dans au moins un microcanal,
- une étape (1 15) de stockage de chaque composé non volatil dans un substrat poreux qui comporte :
- une étape (120) de mise en contact du substrat poreux avec au moins un microcanal ;
- une étape (160) de modification de la pression du fluide injecté dans au moins un microcanal de manière à provoquer l'écoulement du fluide depuis le microcanal vers le substrat poreux ;
- une étape (125) de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil de chaque dit microcanal vers le substrat poreux et
- une étape (130) de séchage de chaque composé non volatil dans le substrat poreux ;
- une étape (135) d'injection d'un solvant, dans lequel chaque composé non volatil se dissout, dans le substrat poreux et
- une étape (140) de déstockage de chaque composé non volatil dans au moins un microcanal qui comporte :
-une étape (145) de mise en contact du substrat poreux avec chaque dit microcanal ;
-une étape (150) de réduction de la pression dans chaque dit microcanal et une étape (155) de transport d'au moins une partie d'au moins un composé non volatil présent dans le substrat poreux vers chaque dit microcanal.
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