WO2021099725A1 - Microfluidic device for measuring concentrations of species in a body fluid using a small volume - Google Patents

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WO2021099725A1
WO2021099725A1 PCT/FR2020/052092 FR2020052092W WO2021099725A1 WO 2021099725 A1 WO2021099725 A1 WO 2021099725A1 FR 2020052092 W FR2020052092 W FR 2020052092W WO 2021099725 A1 WO2021099725 A1 WO 2021099725A1
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WO
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microfluidic device
substrate
chambers
chamber
zone
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/052092
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French (fr)
Inventor
Mélanie ALIAS
Guilhem HENRION
Jean Hue
David RABAUD
Yohann THOMAS
Nicolas Verplanck
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Cardiorenal
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Filing date
Publication date
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    • B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces

Definitions

  • the present invention relates to a microfluidic device for measuring the concentration of several species in a body fluid, for example in blood, offering improved compactness and using a small volume of body fluid.
  • Heart failure is a chronic condition affecting more than 26 million people worldwide. It has been found that a person returning home, after hospitalization for heart failure, requires very important follow-up, in particular it has been observed that many patients return to their homes before their therapeutic treatment has been determined in a way. optimal.
  • Home monitoring involves repeated blood tests to follow the evolution of certain markers in the blood, in order to be able to adapt the medical treatment as well as possible.
  • markers are, for example, hemoglobin, potassium and creatinine.
  • the hemoglobin concentration is measured by optical technique and the potassium and creatinine concentrations are measured by electrochemical means.
  • the device In order to make the follow-up less inconvenient for patients, it is desirable that the device requires a reduced blood volume, preferably less than 10 ⁇ L. It is also desirable for the device to be compact.
  • a microfluidic device for measuring the concentration of several species in a body fluid by optical and electrochemical measurements. It comprises a support extending mainly longitudinally, at least a first zone suitable for an optical measurement and at least a second zone provided with electrochemical measurement means, the first and the second zone being arranged in the same chamber or in separate chambers, the chamber or chambers extending in the longitudinal direction.
  • the electrochemical measuring means comprise at least one reference electrode and one working electrode connected to electrical connectors which extend in the longitudinal direction along the chamber or chambers.
  • the measuring device requires only very small volumes of fluid to be measured, for example in the case of blood 1 or 2 drops are sufficient.
  • this device is preferably disposable, its compactness leads to a reduction in the quantity of material required for its manufacture, which is advantageous in terms of costs and environmental impact.
  • the electrochemical measurement means comprise several working electrodes allowing several measurements of the concentration of different species, advantageously simultaneously.
  • the electrodes are distributed in the longitudinal direction.
  • the device can be manufactured by microelectronic techniques. Thanks to the invention, it is possible to produce a microfluidic chip allowing rapid measurement of the desired concentrations and on an extremely small volume of a few microliters.
  • the present invention therefore relates to a microfluidic device for measuring the concentration of chemical species in a body fluid, comprising a body extending in a longitudinal direction, at least one optical measurement zone, at least one zone provided with means. for electrochemical measurement, an area for electrical connection to an external system, said electrochemical measurement means comprising at least one working electrode and one reference electrode, electrical conductors extending in the longitudinal direction between each electrode and the connection areas electrical, said body comprising a fluidic network comprising one or more chambers and at least one orifice for injecting bodily fluid into the chamber or chambers and at least one vent, the chamber or chambers extending along the longitudinal direction, the optical measurement zone and the zone provided with electrochemical measurement means being located in the chamber or chambers.
  • the body is completely transparent to visible light.
  • the electrodes are disposed along the longitudinal direction.
  • the microfluidic device comprises two chambers, one containing the optical measurement zone and the other containing the electrochemical measurement means.
  • the device may include a single injection port and channels connecting the injection port to the two chambers in parallel.
  • the microfluidic device comprises a single chamber in which the at least one optical measurement zone and the at least one zone containing the electrochemical measurement means are aligned along the longitudinal direction.
  • the fluidic network advantageously comprises a hydrophilic interior surface.
  • the at least one working electrode is an ion selective electrode.
  • the chamber or chambers have a longitudinal end directly connected to the injection orifice, and said end has a flared shape away from the filling orifice.
  • the optical measurement zone at a height between
  • the electrical connection zone is located at a longitudinal end of the body opposite the injection orifice with respect to the chamber or chambers.
  • the body may include a first substrate and a second substrate superimposed, the second substrate comprising on one face the electrical connection zone, said face being in contact with the first substrate.
  • the first substrate comprises the fluidic network and the second substrate comprises the electrodes and the electrical conductors.
  • the first substrate has a dimension in the longitudinal direction smaller than that of the second substrate so that the electrical connection area is exposed.
  • the microfluidic device may include a layer of UV sensitive adhesive material between the first substrate and the second substrate.
  • the total volume of the fluidic network is between 5 pL and 20 pL.
  • the optical measuring zone is used for measuring the hemoglobin concentration and the electrochemical measuring means are configured to measure the potassium and creatinine concentration.
  • FIG. 1 is a top view of an exemplary embodiment of a measuring device, the upper bottom of the device having been removed.
  • FIG. 2 is a perspective view of an alternative embodiment of the device of FIG. 1 with the upper bottom.
  • FIG. 3 is a top view of an alternative embodiment of the measuring device of FIG. 1, the upper bottom having been removed.
  • FIG. 4A is a top view of another exemplary embodiment of a measuring device, the cover having been removed.
  • FIG. 4B is a top view of a variant of the device of FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a top view of another variant of the device of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is an exploded view of the device D2.
  • microfluidic devices for measuring concentration which will be described in the remainder of the description are intended to cooperate with an external system in order to effectively carry out the measurements.
  • the microfluidic device forms a container for the liquid to be analyzed, this container being functionalized to allow optical measurements and electrochemical measurements.
  • the external system comprises in particular a light source and an optical sensor of the light beam transmitted by the liquid to be analyzed, and measures a potential difference for the electrochemical measurements.
  • the device is particularly suitable for the analysis of species in whole blood, in particular of at least one species whose concentration can be measured optically, and at least one species whose concentration can be measured electrochemically.
  • the device according to the invention is adaptable to the analysis of species contained in any other bodily fluid, such as sweat, saliva, tears, urine, or even plasma, for example after filtration, or of in general to any other fluid containing an analyte to be detected.
  • the analyte can be a potassium, sodium, magnesium, iron, calcium, lithium, chlorine, or even hydrogen ion.
  • Certain molecules such as hemoglobin, absorb light at certain wavelengths. By measuring this absorption it is possible to go directly back to their concentration.
  • the device according to the invention can make it possible to measure the concentrations of numerous blood analytes.
  • the electrochemical measurement can be carried out in potentiometric, amperometric mode or in electrochemical impedance spectroscopy.
  • the concentration of ionic species such as potassium, sodium, lithium, chloride, magnesium, calcium, iron
  • the concentration of neutral species such as creatinine, l uric acid, lactic acid, glucose.
  • the concentration measurement is carried out electrochemically. It is possible to determine the pH.
  • the device according to the invention makes it possible to measure the concentration of optically absorbent species, such as hemoglobin, albumin, bilirubin.
  • FIG. 1 one can see an exemplary embodiment of a DI device for measuring species in the blood, the species being hemoglobin, potassium and creatinine.
  • the device DI comprises a body having the shape of a rectangular parallelepiped of small thickness, the length of which extends in the direction X between a first longitudinal end and a second longitudinal end.
  • a body having any other elongated shape is within the scope of the present invention.
  • the body has a width in the Y direction and a thickness in the Z direction normal to the X and Y directions.
  • the body has a lower bottom 2 and an upper bottom 4 or cover ( Figure 2).
  • the device DI comprises a microfluidic network comprising a first fluidic chamber C1 configured to allow optical measurements and a second fluidic chamber C2 for electrochemical measurement and channels 6, 8 for supplying chambers C1 and C2.
  • the device DI also comprises an orifice 10 for injecting blood into the microfluidic circuit in order to supply the chambers C1 and C2.
  • a drop of blood is deposited at the level of the injection orifice 10. For example, it is taken from the patient by means of a lancet, then introduced into the device.
  • At least the interior surface of the chambers and of the channels are hydrophilic in order to allow spontaneous filling of the chambers by capillary action, which advantageously makes it possible to avoid having to resort to a pump, valves and fluid connections for filling.
  • a hydrophilic treatment of the interior surface of the channels and the chambers is carried out.
  • treatment is generally not required.
  • the treatment can consist of a passage to the O2 plasma.
  • the diameter of the channels is adapted to allow this filling by capillary action.
  • the first chamber C1 and the second chamber C2 are arranged next to each other and have elongated shapes extending in the longitudinal direction.
  • the first chamber C1 extends between a first longitudinal end C1.l and a second longitudinal end C1.2 and the second chamber C2 extends between a first longitudinal end C2.1 and a second longitudinal end C2.2.
  • the supply channels 6, 8 are respectively connected to the chambers C1 and C2 at their first longitudinal end C1.l and C2.1.
  • the chambers are supplied in parallel.
  • the chambers can be connected in series, one after the other.
  • the microfluidic circuit advantageously comprises at least one vent connected to the chambers C1 and C2 to facilitate the filling of the chambers.
  • it comprises two vents 12, 14, one being connected to the chamber C1 by a channel 16 at the level of the longitudinal end Cl.2, and the other 14 being connected to the chamber C2 by a channel 18 at the level of the end C2.2.
  • the first chamber C1 comprises at least one transparent zone for the passage of a light beam with a view to the optical measurement.
  • the lower base and the upper base each comprise at least one transparent part opposite for the transmission of the light beam in the Z direction.
  • the lower base and the upper base are entirely made of transparent material, which simplifies manufacture. In addition, this makes it possible to check that the chambers are properly filled.
  • the lower base and the upper base are made of transparent material of the glass type, of polymer material PMMA, (PolyMethylMetAcrylate), PC (“PolyCarbonate”), COC (“Cyclic Olefin Copolymer”), PS (polystyrene), PP ( Polypropylene), PET (poly (ethylene terephthalate)).
  • PMMA PolyMethylMetAcrylate
  • PC PolyCarbonate
  • COC Cyclic Olefin Copolymer
  • PS polystyrene
  • PP Polypropylene
  • PET poly (ethylene terephthalate)
  • the first end C1.l of the chamber C1 has a shape which widens in the direction of the end C1.2, making it possible to reduce the appearance of bubbles. Furthermore, the chamber C1 is advantageously long enough to allow, in the event of the appearance of bubbles, that they are pushed back to the end C1.2 of the chamber C1 and that they do not interfere with the optical zone. .
  • FIG. 2 one can see an alternative embodiment in which the first end C1.l of the chamber C1 has a triangular shape.
  • chamber C1 advantageously has a width of less than 3 mm further reducing the risk of bubble formation and greater than 1 mm to allow optical measurement.
  • the height of the chamber C1 is between 50 ⁇ m and 200 ⁇ m to allow the analysis of the whole blood not lysed by the optical method, so as to have a liquid thickness allowing sufficient information to be obtained while avoiding that the room becomes opaque.
  • the second chamber C2 comprises means for allowing electrochemical measurements. These means comprise at least one pair of electrodes allowing the concentration of a given species to be measured, ie a working electrode specific to the analyte sought and a reference electrode.
  • the electrochemical measurement means comprise three electrochemical sensors.
  • a sensor for measuring potassium a sensor for measuring creatinine and another sensor also for measuring creatinine in the event of failure of the first sensor.
  • this other sensor makes it possible to monitor the pH or then the endogenous Nh. It will be understood that the number of sensors is not limiting.
  • Each sensor has at least one specific working electrode 24, 26, 28 and a common reference electrode 30 against which the potential difference is measured. As a variant, each sensor has its own reference electrode.
  • the electrodes 24, 26, 28 and the reference electrode 30 are aligned along the X direction making it possible to have a chamber C2 having a large dimension in the X direction, compared to the dimensions in the other. directions, which is advantageous to limit the risk of the appearance of bubbles.
  • the chambers C1 and C2 have a width of at least 2 mm making it possible to limit the trapping of bubbles in the chambers.
  • working electrodes for example two working electrodes can be used per chemical species whose concentration is to be measured, for example to make the measurements more reliable, for example this can make it possible to measure for example an interference which disturbs the measurement and reduces the precision , for example using an ion selective electrode specific to this interference.
  • the chamber C2 has a width of the order of the external dimensions of the electrodes, for example a width of 2 mm.
  • the device also comprises electrical conductors 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 each connected to an electrode 24, 26, 28, 30 of the sensors, intended to individually connect each of the electrodes to the external measurement system.
  • the electrical conductors run in the X direction parallel to each other.
  • the electrical conductors are for example in Cr / Pt or Cr / Au or
  • the electrodes and the electrical conductors are formed on the lower bottom.
  • the conductors are electrical tracks formed on either side of the electrodes.
  • the electrical conductors extend towards the second end of the body opposite to that comprising the injection orifice, and connect to contact pads or electrical connection tabs 33 with a view to their connection to the external system.
  • connection tabs are not covered by the upper base allowing its electrical connection from above with the external system.
  • the tracks open into the second end of the body and form a male part intended to cooperate with a female connector of the external system.
  • the patient takes one or 2 drops of blood by means of a lancet and deposits the drop of blood in the injection port, the blood flows in the channels and fills the chambers C1 and C2 by capillary action.
  • the amount of blood required for the various measurements is very low.
  • the device is then connected to an analysis system.
  • a light source and an optical sensor are arranged on either side of the chamber C1 in the Z direction, and the electrical conductors of the sensors of the chamber C2 are electrically connected to means measuring differences in potential between the reference electrode 30 and the working electrode 24, between the reference electrode 30 and the working electrode 26 and between the reference electrode 30 and the working electrode 28.
  • the system then has data to determine the concentrations of hemoglobin (optical measurement), potassium and creatinine (electrochemical measurements).
  • the DI device allows in a single step and a single blood sample to simultaneously measure the concentration of at least three different analytes.
  • the device Dl due to its compactness, has measuring chambers of low volume.
  • the fluidic network advantageously has a volume of between 4 pL and 20 pL. It follows that a drop of blood is sufficient to carry out all the measurements, whereas generally the existing systems require a blood sample.
  • the device is easily usable by the patient, so it can be used at home. It does not require any complex manipulation for the patient or an inexperienced person.
  • the device Dl generally forms a waste after use. Its small size therefore limits its ecological impact and its manufacturing cost is reduced.
  • the device comprises two injection orifices 10 ′ and 10 ′′ distinct for each chamber C1 and C2.
  • the device comprises a protective housing comprising a single orifice which divides the drop of blood in two and guides the blood towards the two injection orifices 10 and 10 '.
  • the operation of the device D3 is similar to that of the device D1.
  • FIG. 4A one can see another embodiment of a microfluidic device D4.
  • the device D4 comprises a single chamber C3 configured both to carry out an optical measurement and to carry out the electrochemical measurements.
  • the chamber C3 extends along the longitudinal direction X.
  • the electrodes 24, 26, 28, 30 and the optical measurement zone 34 are aligned along the X direction.
  • two electrodes are arranged on either side of the optical measurement zone 34.
  • the optical measurement zone 34 is a zone without an electrode.
  • the electrical conductors intended to connect each electrode to contact pads with the external system extend in the longitudinal direction X parallel to each other.
  • the device comprises an injection orifice 36 disposed at the first end of the body of the device and a vent 38 disposed at the second end of the body of the device, and directly connected to the chamber C3.
  • the concentration measurements are performed in the same volume of blood.
  • an upper base and a lower base entirely of material transparent to light is particularly advantageous in this example, because it makes it possible to carry out an optical and electrochemical characterization of the fluid at the same time on the same sample and in the same room.
  • devices D5 and D6 forming variants of the device D4 in which the relative arrangement of the optical measurement zone and of the electrodes is different.
  • the device can comprise at least one working electrode and one reference electrode, or one reference electrode and two or more working electrodes, then making it possible to determine the concentrations of more than two species by electrochemical measurements.
  • the device can comprise several optical measurement zones or an optical measurement zone making it possible to measure the absorption of several species simultaneously.
  • a broadband light beam is available and a single optical sensor comprising several cells with filters.
  • the external system comprises several sources of light at different wavelengths and several optical sensors to measure the different absorptions of the different species.
  • an electrochemical measurement chamber comprising several rows of parallel electrodes.
  • the dimensions of the electrodes are small enough to keep a chamber of reduced width, for example equal to 2 mm.
  • electrodes made of a material transparent at at least certain wavelengths are used, which makes it possible to use the area facing an electrode as an optical measurement area for these wavelengths.
  • the device can have more than two chambers, the chambers being arranged in whole or in part next to each other in the Y direction and / or one after the other in the longitudinal direction.
  • the microfluidic device is produced by microelectronic techniques.
  • the external dimensions of the device are a thickness of 1.4 mm, a width of 4.6 mm and a length of 27 mm.
  • the dimensions of the chamber are a height of 100 ⁇ m, a length of 13.5 mm and a width of 2.6 mm for a volume of 3.5 ⁇ L.
  • the injection port has a diameter of 2mm and the vent has a diameter of 1mm.
  • the electrodes have a diameter of 2.1mm.
  • the lower and upper bottoms are formed from two glass substrates with a thickness of 700 ⁇ m each.
  • the electrical tracks are in Ta / Pt.
  • the reference electrode is made of Ag / AgCl.
  • the working electrodes are different depending on the analyte.
  • ISE In the case of potassium, is used ISE with a transducer formed with the carbon ink, for example, bearing the reference Dupont ® BQ.242. It comprises an ISE membrane in PU-NPOE (Polyurethane-Nitrophenyl octyl ether) and as specific ionophore valinomycin.
  • PU-NPOE Polyurethane-Nitrophenyl octyl ether
  • the working electrode is a stack of a transducer specific to the pH measurement and a membrane containing the enzyme, creatinine deiminase.
  • the latter allows the following reaction:
  • screen printing is used as a manufacturing process which is particularly suitable for industrial manufacturing of the device.
  • carbon-based inks containing a material sensitive to pH such as metal oxides such as T1O2, RuÜ2, RhÜ2, SnÜ2, Ta2O5, PdO, Hg 2 0, HgO, Sb 0 3 , OsÜ2, lrÜ2 and Pt0 2 , ...
  • conductive polymers Polyaniline, polypyrrole, iridium oxide.
  • particles of iridium oxides are added to Dupont BQ.242 ® ink.
  • an ink containing polyaniline can be used.
  • the electropolymerization of iridium oxide or polyaniline can be implemented.
  • the substrates are advantageously made of a material transparent to light as explained above, for example glass. Standard microelectronics micro-fabrication steps are applied to both substrates.
  • the first substrate S1 forms the lower bottom.
  • the material of the electrodes is for example chromium / platinum (Ta / Pt).
  • the first substrate S1 undergoes a chemical etching step, then a metallization step to produce the electrical tracks.
  • a passivation layer is then formed for the metal layer, for example by deposition of S1O2. During a following step, the passivation layer is opened at the level of the electrodes.
  • the electrodes are covered either with an ISE membrane or with a membrane containing an enzyme, hydrophobic rings are then advantageously previously formed allowing the shaping of the membranes.
  • hydrophobic rings are then advantageously previously formed allowing the shaping of the membranes.
  • a mixture of polymer and molecules in suspension in a liquid solvent is used. Thanks to the hydrophobic rings, this liquid does not spread over the substrate in an uncontrolled manner but forms a well-localized membrane.
  • the rings are for example produced using the method described in document FR 2 960 799.
  • the transducers and the reference electrode are then produced for example by screen printing.
  • the selective solid membranes are then deposited in the rings.
  • the front face of the second substrate S2 is structured for example by etching to form the chambers, the channels, the injection orifice and the vents.
  • the channels and the chambers are produced by HF chemical etching.
  • the injection orifice and the vent are for example made by sandblasting.
  • a layer of adhesive material 40 for example an epoxy resin such as OLEDs KATIOBOND ® 45952 is deposited on the front face of the second substrate S2 to its assembly with the first IF substrate.
  • This layer 40 is for example produced by screen printing.
  • the two substrates S1 and S2 are then assembled by their front face by means of the adhesive layer 40.
  • the two substrates are aligned, in particular the electrodes are aligned with the etching of the chamber C2.
  • the stack then undergoes UV exposure in the case of using a UV adhesive as in this example.
  • the assembly of the substrates is waterproof.
  • the substrates S1 and S2 are then individualized by cutting.
  • the second substrate S2 has a shorter length than the substrate S1 to leave the free end of the electrical tracks exposed.
  • the membranes for potentiometric detection can advantageously be manufactured by the following manufacturing process: providing a formulation comprising a dissolved polymer, an ion exchanger, an ionophore, optionally a plasticizer, and a solvent chosen from alkylene glycol diacetates, glycol ethers and their acetates, depositing the formulation on a support, by example a transducer, evaporation of the solvent, so as to form a polymeric membrane.

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Abstract

Disclosed is a microfluidic device for measuring the concentration of haemoglobin, potassium and creatinine in the blood, comprising a body extending in a longitudinal direction (X), a chamber (C1) forming an optical measuring zone for measuring the concentration of haemoglobin, a chamber (C2) provided with electrochemical measuring means for measuring concentrations of potassium and creatinine, a zone for electrical connection to an external system, the electrochemical measuring means comprising at least two working electrodes (24, 26) and one reference electrode (30), electrical conductors (32.1, 32.2, 32.3, 32.4) extending in the longitudinal direction (X) between each electrode and the electrical connection zones. The device also comprises an opening for injecting blood (10) into the chambers (C1, C2), the chambers (C1, C2) extending in the longitudinal direction (X).

Description

DISPOSITIF MICROFLUIDIQUE POUR LA MESURE DE CONCENTRATIONS D'ESPECES DANS UN FLUIDE CORPOREL UTILISANT UN FAIBLE VOLUME MICROFLUIDIC DEVICE FOR MEASURING CONCENTRATIONS OF SPECIES IN A BODY FLUID USING A LOW VOLUME
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE TECHNICAL FIELD AND STATE OF THE PRIOR ART
La présente invention se rapporte à un dispositif microfluidique pour la mesure de la concentration de plusieurs espèces dans un fluide corporel, par exemple dans le sang, offrant une compacité améliorée et utilisant un faible volume de fluide corporel. The present invention relates to a microfluidic device for measuring the concentration of several species in a body fluid, for example in blood, offering improved compactness and using a small volume of body fluid.
L'insuffisance cardiaque est une pathologie chronique concernant plus de 26 millions de personnes dans le monde. Il a été constaté qu'une personne de retour à son domicile, après une hospitalisation pour insuffisance cardiaque, nécessite un suivi très important, notamment il a été constaté que de nombreux patients rentraient à leur domicile avant que leur traitement thérapeutique ait été déterminé de manière optimale. Heart failure is a chronic condition affecting more than 26 million people worldwide. It has been found that a person returning home, after hospitalization for heart failure, requires very important follow-up, in particular it has been observed that many patients return to their homes before their therapeutic treatment has been determined in a way. optimal.
Un suivi à domicile implique des analyses de sang répétées pour suivre l'évolution de certains marqueurs dans le sang, afin de pouvoir adapter au mieux le traitement médical. Home monitoring involves repeated blood tests to follow the evolution of certain markers in the blood, in order to be able to adapt the medical treatment as well as possible.
Ces marqueurs sont par exemple l'hémoglobine, le potassium et la créatinine. These markers are, for example, hemoglobin, potassium and creatinine.
La concentration en hémoglobine est mesurée par une technique optique et les concentrations en potassium et créatinine sont mesurées par des moyens électrochimiques. The hemoglobin concentration is measured by optical technique and the potassium and creatinine concentrations are measured by electrochemical means.
Des dispositifs permettent d'effectuer à la fois des mesures optiques et des mesures électrochimiques. Généralement ceux-ci requièrent une prise de sang. Devices make it possible to perform both optical measurements and electrochemical measurements. Usually these require a blood test.
Afin de rendre le suivi le moins gênant pour les patients, il est souhaitable que le dispositif requière un volume de sang réduit, de préférence inférieur à 10 pL. Il est également souhaitable que le dispositif soit peu encombrant. EXPOSÉ DE L'INVENTION In order to make the follow-up less inconvenient for patients, it is desirable that the device requires a reduced blood volume, preferably less than 10 µL. It is also desirable for the device to be compact. DISCLOSURE OF THE INVENTION
C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif pour la mesure de la concentration de plusieurs espèces dans un fluide corporel, en particulier dans le sang par des mesures optiques et électrochimiques, utilisant un volume de fluide corporel réduit et offrant une compacité améliorée. It is therefore an aim of the present invention to provide a device for measuring the concentration of several species in a body fluid, in particular in the blood by optical and electrochemical measurements, using a reduced volume of body fluid and offering improved compactness.
Le but de la présente invention est atteint par un dispositif microfluidique pour la mesure de la concentration de plusieurs espèces dans un fluide corporel par des mesures optiques et électrochimiques. Il comporte un support s'étendant principalement longitudinalement, au moins une première zone adaptée à une mesure optique et au moins une deuxième zone munie de moyens de mesure électrochimique, la première et la deuxième zone étant disposées dans la même chambre ou des chambres séparées, la ou les chambres s'étendant dans la direction longitudinale. Les moyens de mesure électrochimique comportent au moins une électrode de référence et une électrode de travail reliées à des connecteurs électriques qui s'étendent dans la direction longitudinale le long de la ou des chambres. Cet agencement des différents éléments du dispositif permet de réduire le volume des chambres et donc le volume de fluide corporel requis pour les mesures et offre un dispositif compact de manipulation aisée. The aim of the present invention is achieved by a microfluidic device for measuring the concentration of several species in a body fluid by optical and electrochemical measurements. It comprises a support extending mainly longitudinally, at least a first zone suitable for an optical measurement and at least a second zone provided with electrochemical measurement means, the first and the second zone being arranged in the same chamber or in separate chambers, the chamber or chambers extending in the longitudinal direction. The electrochemical measuring means comprise at least one reference electrode and one working electrode connected to electrical connectors which extend in the longitudinal direction along the chamber or chambers. This arrangement of the various elements of the device makes it possible to reduce the volume of the chambers and therefore the volume of body fluid required for the measurements and offers a compact device for easy handling.
Le dispositif de mesure ne requiert que de très faibles volumes de fluide à mesurer, par exemple dans le cas du sang 1 ou 2 gouttes suffisent. The measuring device requires only very small volumes of fluid to be measured, for example in the case of blood 1 or 2 drops are sufficient.
En outre, ce dispositif étant de préférence jetable, sa compacité entraîne une réduction de la quantité de matériau requis pour sa fabrication, ce qui est avantageux en termes de coûts et d'impact environnemental. In addition, since this device is preferably disposable, its compactness leads to a reduction in the quantity of material required for its manufacture, which is advantageous in terms of costs and environmental impact.
De préférence, les moyens de mesure électrochimique comportent plusieurs électrodes de travail permettant plusieurs mesures de concentration d'espèces différentes, avantageusement simultanément. Preferably, the electrochemical measurement means comprise several working electrodes allowing several measurements of the concentration of different species, advantageously simultaneously.
De manière préférée les électrodes sont réparties dans la direction longitudinale. Preferably, the electrodes are distributed in the longitudinal direction.
Le dispositif peut être fabriqué par les techniques de la microélectronique. Grâce à l'invention, on peut réaliser une puce microfluidique permettant une mesure rapide des concentrations recherchées et sur un volume extrêmement réduit de quelques microlitres. The device can be manufactured by microelectronic techniques. Thanks to the invention, it is possible to produce a microfluidic chip allowing rapid measurement of the desired concentrations and on an extremely small volume of a few microliters.
La présente invention a alors pour objet un dispositif microfluidique pour la mesure de concentration d'espèces chimiques dans un fluide corporel, comportant un corps s'étendant selon une direction longitudinale, au moins une zone de mesure optique, au moins une zone munie de moyens de mesure électrochimique, une zone de connexion électrique à un système extérieur, lesdits moyens de mesure électrochimique comportant au moins une électrode de travail et une électrode de référence, des conducteurs électriques s'étendant dans la direction longitudinale entre chaque électrode et les zones de connexion électrique, ledit corps comportant un réseau fluidique comprenant une ou plusieurs chambres et au moins un orifice d'injection du fluide corporel dans la ou les chambre et au moins un évent, la ou les chambres s'étendant le long de la direction longitudinale, la zone de mesure optique et la zone munie de moyens de mesure électrochimique étant situés dans la ou les chambres. The present invention therefore relates to a microfluidic device for measuring the concentration of chemical species in a body fluid, comprising a body extending in a longitudinal direction, at least one optical measurement zone, at least one zone provided with means. for electrochemical measurement, an area for electrical connection to an external system, said electrochemical measurement means comprising at least one working electrode and one reference electrode, electrical conductors extending in the longitudinal direction between each electrode and the connection areas electrical, said body comprising a fluidic network comprising one or more chambers and at least one orifice for injecting bodily fluid into the chamber or chambers and at least one vent, the chamber or chambers extending along the longitudinal direction, the optical measurement zone and the zone provided with electrochemical measurement means being located in the chamber or chambers.
De manière avantageuse, le corps est entièrement transparent à la lumière visible. Advantageously, the body is completely transparent to visible light.
De préférence, les électrodes sont disposées le long de la direction longitudinale. Dans un exemple de réalisation, le dispositif microfluidique comporte deux chambres, l'une contenant la zone de mesure optique et l'autre contenant les moyens de mesure électrochimique. Le dispositif peut comporter un orifice d'injection unique et des canaux reliant l'orifice d'injection aux deux chambres en parallèle. Preferably, the electrodes are disposed along the longitudinal direction. In an exemplary embodiment, the microfluidic device comprises two chambers, one containing the optical measurement zone and the other containing the electrochemical measurement means. The device may include a single injection port and channels connecting the injection port to the two chambers in parallel.
Dans un autre exemple de réalisation, le dispositif microfluidique comporte une chambre unique dans laquelle la au moins une zone de mesure optique et la au moins une zone contenant les moyens de mesure électrochimique sont alignées le long de la direction longitudinale. In another exemplary embodiment, the microfluidic device comprises a single chamber in which the at least one optical measurement zone and the at least one zone containing the electrochemical measurement means are aligned along the longitudinal direction.
Le réseau fluidique comporte avantageusement une surface intérieure hydrophile. Selon une caractéristique additionnelle, la au moins une électrode de travail est une électrode sélective d'ions. The fluidic network advantageously comprises a hydrophilic interior surface. According to an additional characteristic, the at least one working electrode is an ion selective electrode.
Dans une autre caractéristique additionnelle, la ou les chambres comportent une extrémité longitudinale directement reliée à l'orifice d'injection, et ladite extrémité présente une forme évasée en éloignement de l'orifice de remplissage. In another additional feature, the chamber or chambers have a longitudinal end directly connected to the injection orifice, and said end has a flared shape away from the filling orifice.
De préférence, la zone de mesure optique à une hauteur comprise entrePreferably, the optical measurement zone at a height between
50 pm et 200 pm. 50 pm and 200 pm.
Avantageusement, la zone de connexion électrique est située à une extrémité longitudinale du corps à l'opposé de l'orifice d'injection par rapport à la ou les chambres. Advantageously, the electrical connection zone is located at a longitudinal end of the body opposite the injection orifice with respect to the chamber or chambers.
Le corps peut comporter un premier substrat et un deuxième substrat superposés, le deuxième substrat comportant sur une face la zone de connexion électrique, ladite face étant en contact avec le premier substrat. Par exemple, le premier substrat comporte le réseau fluidique et le deuxième substrat comporte les électrodes et les conducteurs électriques. The body may include a first substrate and a second substrate superimposed, the second substrate comprising on one face the electrical connection zone, said face being in contact with the first substrate. For example, the first substrate comprises the fluidic network and the second substrate comprises the electrodes and the electrical conductors.
Avantageusement, le premier substrat présente une dimension dans la direction longitudinale plus petite que celle du deuxième substrat de sorte que la zone de connexion électrique soit découverte. Advantageously, the first substrate has a dimension in the longitudinal direction smaller than that of the second substrate so that the electrical connection area is exposed.
Le dispositif microfluidique peut comporter une couche de matériau adhésif sensible aux UV entre le premier substrat et le deuxième substrat. The microfluidic device may include a layer of UV sensitive adhesive material between the first substrate and the second substrate.
De préférence, le volume total du réseau fluidique est compris entre 5 pL et 20 pL. Preferably, the total volume of the fluidic network is between 5 pL and 20 pL.
Dans un exemple particulièrement avantageux, dans le cas où le fluide corporel est du sang, la zone de mesure optique est utilisée pour la mesure de la concentration en hémoglobine et les moyens de mesure électrochimique sont configurés pour mesurer la concentration en potassium et en créatinine. In a particularly advantageous example, in the case where the body fluid is blood, the optical measuring zone is used for measuring the hemoglobin concentration and the electrochemical measuring means are configured to measure the potassium and creatinine concentration.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels: La figure 1 est une vue de dessus d'un exemple de réalisation d'un dispositif de mesure, le fond supérieur du dispositif ayant été enlevé. The present invention will be better understood on the basis of the description which follows and the appended drawings in which: FIG. 1 is a top view of an exemplary embodiment of a measuring device, the upper bottom of the device having been removed.
La figure 2 est une vue en perspective d'une variante de réalisation dispositif de la figure 1 avec le fond supérieur. FIG. 2 is a perspective view of an alternative embodiment of the device of FIG. 1 with the upper bottom.
La figure 3 est une vue de dessus d'une variante de réalisation du dispositif de mesure de la figure 1, le fond supérieur ayant été enlevé. FIG. 3 is a top view of an alternative embodiment of the measuring device of FIG. 1, the upper bottom having been removed.
La figure 4A est une vue de dessus d'un autre exemple de réalisation d'un dispositif de mesure, le capot ayant été enlevé. FIG. 4A is a top view of another exemplary embodiment of a measuring device, the cover having been removed.
La figure 4B est une vue dessus d'une variante du dispositif de la figure 4A. FIG. 4B is a top view of a variant of the device of FIG. 4A.
La figure 4C est une vue dessus d'une autre variante du dispositif de la figure 4A. FIG. 4C is a top view of another variant of the device of FIG. 4A.
La figure 5 est une vue en éclaté du dispositif D2. FIG. 5 is an exploded view of the device D2.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
Les dispositifs microfluidiques pour la mesure de concentration qui seront décrits dans la suite de la description sont destinés à coopérer avec un système externe afin d'effectuer effectivement les mesures. The microfluidic devices for measuring concentration which will be described in the remainder of the description are intended to cooperate with an external system in order to effectively carry out the measurements.
Le dispositif microfluidique selon l'invention forme un contenant pour le liquide à analyser, ce contenant étant fonctionnalisé pour permettre des mesures optiques et des mesures électrochimiques. Le système externe comporte notamment une source de lumière et un capteur optique du faisceau lumineux transmis par le liquide à analyser, et mesure une différence de potentiel pour les mesures électrochimiques. The microfluidic device according to the invention forms a container for the liquid to be analyzed, this container being functionalized to allow optical measurements and electrochemical measurements. The external system comprises in particular a light source and an optical sensor of the light beam transmitted by the liquid to be analyzed, and measures a potential difference for the electrochemical measurements.
Le dispositif est particulièrement adapté à l'analyse d'espèces dans le sang total, en particulier d'au moins une espèce dont la concentration peut être mesurée optiquement, et d'au moins une espèce dont la concentration peut être mesurée électrochimiquement. The device is particularly suitable for the analysis of species in whole blood, in particular of at least one species whose concentration can be measured optically, and at least one species whose concentration can be measured electrochemically.
Le dispositif selon l'invention est adaptable à l'analyse d'espèces contenu dans tout autre fluide corporel, tel que la sueur, la salive, les larmes, l'urine, ou encore le plasma, par exemple après filtration, ou d'une manière générale à tout autre fluide contenant un analyte à détecter. L'analyte peut être un ion potassium, sodium, magnésium, fer, calcium, lithium, chlore, ou encore hydrogène. The device according to the invention is adaptable to the analysis of species contained in any other bodily fluid, such as sweat, saliva, tears, urine, or even plasma, for example after filtration, or of in general to any other fluid containing an analyte to be detected. The analyte can be a potassium, sodium, magnesium, iron, calcium, lithium, chlorine, or even hydrogen ion.
Certaines molécules, telles que l'hémoglobine, absorbent la lumière à certaines longueurs d'onde. En mesurant cette absorption il est possible de remonter directement à leur concentration. Certain molecules, such as hemoglobin, absorb light at certain wavelengths. By measuring this absorption it is possible to go directly back to their concentration.
Le dispositif selon l'invention peut permettre de mesurer les concentrations de nombreux analytes sanguins. The device according to the invention can make it possible to measure the concentrations of numerous blood analytes.
La mesure électrochimique peut se réaliser en mode potentiométrique, ampérométrique ou en spectroscopie d'impédance électrochimique. The electrochemical measurement can be carried out in potentiometric, amperometric mode or in electrochemical impedance spectroscopy.
Par exemple, il permet de mesurer la concentration d'espèces ioniques, telles que le potassium, le sodium, le lithium, le chlorure, le magnésium, le calcium, le fer, la concentration d'espèces neutres, tels que la créatinine, l'acide urique, l'acide lactique, le glucose. La mesure de concentrations est réalisée de manière électrochimique. Il est possible de déterminer le pH. For example, it can measure the concentration of ionic species, such as potassium, sodium, lithium, chloride, magnesium, calcium, iron, the concentration of neutral species, such as creatinine, l uric acid, lactic acid, glucose. The concentration measurement is carried out electrochemically. It is possible to determine the pH.
Le dispositif selon l'invention permet de mesurer la concentration en espèce optiquement absorbante, telles que l'hémoglobine, l'albumine, la bilirubine. The device according to the invention makes it possible to measure the concentration of optically absorbent species, such as hemoglobin, albumin, bilirubin.
Sur la figure 1, on peut voir un exemple de réalisation d'un dispositif DI de mesure d'espèces dans le sang, les espèces étant l'hémoglobine, le potassium et la créatinine. In FIG. 1, one can see an exemplary embodiment of a DI device for measuring species in the blood, the species being hemoglobin, potassium and creatinine.
Dans l'exemple représenté, le dispositif DI comporte un corps ayant une forme de parallélépipède rectangle de faible épaisseur dont la longueur s'étend dans la direction X entre une première extrémité longitudinale et une deuxième extrémité longitudinale. Un corps ayant toute autre forme allongée entre dans le cadre de la présente invention. In the example shown, the device DI comprises a body having the shape of a rectangular parallelepiped of small thickness, the length of which extends in the direction X between a first longitudinal end and a second longitudinal end. A body having any other elongated shape is within the scope of the present invention.
Le corps présente une largeur dans la direction Y et une épaisseur dans la direction Z normale aux directions X et Y. The body has a width in the Y direction and a thickness in the Z direction normal to the X and Y directions.
Le corps comporte un fond inférieur 2 et un fond supérieur 4 ou couvercle (figure 2). The body has a lower bottom 2 and an upper bottom 4 or cover (Figure 2).
Le dispositif DI comporte un réseau microfluidique comprenant une première chambre fluidique Cl configurée pour permettre des mesures optiques et une deuxième chambre fluidique C2 de mesure électrochimique et des canaux 6, 8 d'alimentation des chambres Cl et C2. Le dispositif DI comporte également un orifice 10 d'injection du sang dans le circuit microfluidique pour alimenter les chambres Cl et C2. The device DI comprises a microfluidic network comprising a first fluidic chamber C1 configured to allow optical measurements and a second fluidic chamber C2 for electrochemical measurement and channels 6, 8 for supplying chambers C1 and C2. The device DI also comprises an orifice 10 for injecting blood into the microfluidic circuit in order to supply the chambers C1 and C2.
Une goutte de sang est déposée au niveau de l'orifice d'injection 10. Par exemple elle est prélevée sur le patient au moyen d'une lancette, puis introduite dans le dispositif. A drop of blood is deposited at the level of the injection orifice 10. For example, it is taken from the patient by means of a lancet, then introduced into the device.
De préférence, au moins la surface intérieure des chambres et des canaux sont hydrophiles afin de permettre un remplissage spontané des chambres par capillarité, ce qui permet avantageusement d'éviter de recourir à une pompe, des vannes et des connectiques fluidiques pour le remplissage. Par exemple un traitement hydrophile de la surface intérieure des canaux et des chambres est réalisé. Dans le cas d'un dispositif en verre qui présente naturellement des propriétés hydrophile, un traitement n'est en général pas requis. Lorsque le dispositif est réalisé en matériau plastique, un traitement pour rendre la ou les surfaces hydrophiles est avantageusement réalisé, par exemple le traitement peut consister en un passage au plasma O2. Preferably, at least the interior surface of the chambers and of the channels are hydrophilic in order to allow spontaneous filling of the chambers by capillary action, which advantageously makes it possible to avoid having to resort to a pump, valves and fluid connections for filling. For example a hydrophilic treatment of the interior surface of the channels and the chambers is carried out. In the case of a glass device which naturally exhibits hydrophilic properties, treatment is generally not required. When the device is made of plastic material, a treatment to make the surface or surfaces hydrophilic is advantageously carried out, for example the treatment can consist of a passage to the O2 plasma.
En outre le diamètre des canaux est adapté pour permettre ce remplissage par capillarité. In addition, the diameter of the channels is adapted to allow this filling by capillary action.
La première chambre Cl et la deuxième chambre C2 sont disposées l'une à côté de l'autre et présentent des formes allongées s'étendant dans la direction longitudinale. La première chambre Cl s'étend entre une première extrémité longitudinale Cl.l et une deuxième extrémité longitudinale Cl.2 et la deuxième chambre C2 s'étend entre une première extrémité longitudinale C2.1 et une deuxième extrémité longitudinale C2.2. The first chamber C1 and the second chamber C2 are arranged next to each other and have elongated shapes extending in the longitudinal direction. The first chamber C1 extends between a first longitudinal end C1.l and a second longitudinal end C1.2 and the second chamber C2 extends between a first longitudinal end C2.1 and a second longitudinal end C2.2.
Les canaux d'alimentation 6, 8 sont connectés respectivement aux chambres Cl et C2 au niveau de leur première extrémité longitudinale Cl.l et C2.1. Dans cet exemple les chambres sont alimentées en parallèle. Les chambres peuvent être connectées en série, l'une à la suite de l'autre. The supply channels 6, 8 are respectively connected to the chambers C1 and C2 at their first longitudinal end C1.l and C2.1. In this example, the chambers are supplied in parallel. The chambers can be connected in series, one after the other.
Le circuit microfluidique comporte avantageusement au moins un évent connecté aux chambres Cl et C2 pour faciliter le remplissage des chambres. Dans l'exemple représenté, il comporte deux évents 12, 14, l'un étant relié à la chambre Cl par un canal 16 au niveau de l'extrémité longitudinale Cl.2, et l'autre 14 étant relié à la chambre C2 par un canal 18 au niveau de l'extrémité C2.2. The microfluidic circuit advantageously comprises at least one vent connected to the chambers C1 and C2 to facilitate the filling of the chambers. In the example shown, it comprises two vents 12, 14, one being connected to the chamber C1 by a channel 16 at the level of the longitudinal end Cl.2, and the other 14 being connected to the chamber C2 by a channel 18 at the level of the end C2.2.
La première chambre Cl comporte au moins une zone transparente pour le passage d'un faisceau lumineux en vue de la mesure optique. Par exemple, le fond inférieur et le fond supérieur comportent chacun au moins une partie transparente en regard pour la transmission du faisceau lumineux selon la direction Z. Avantageusement le fond inférieur et le fond supérieur sont entièrement en matériau transparent, ce qui simplifie la fabrication. En outre, cela permet de vérifier le bon remplissage des chambres. The first chamber C1 comprises at least one transparent zone for the passage of a light beam with a view to the optical measurement. For example, the lower base and the upper base each comprise at least one transparent part opposite for the transmission of the light beam in the Z direction. Advantageously, the lower base and the upper base are entirely made of transparent material, which simplifies manufacture. In addition, this makes it possible to check that the chambers are properly filled.
Par exemple le fond inférieur et le fond supérieur sont réalisés en matériau transparent de type verre, en matériau polymère PMMA, (PolyMéthylMétAcrylate), PC (« PolyCarbonate »), COC ("Cyclic Olefin Copolymer"), PS (polystyrène), PP (Polypropylène), PET (poly(téréphtalate d'éthylène)). For example, the lower base and the upper base are made of transparent material of the glass type, of polymer material PMMA, (PolyMethylMetAcrylate), PC (“PolyCarbonate”), COC (“Cyclic Olefin Copolymer”), PS (polystyrene), PP ( Polypropylene), PET (poly (ethylene terephthalate)).
De manière avantageuse, la première extrémité Cl.l de la chambre Cl présente une forme s'évasant en direction de l'extrémité Cl.2, permettant de réduire l'apparition de bulles. Par ailleurs, la chambre Cl est avantageusement suffisamment longue pour permettre, en cas d'apparition de bulles, que celles-ci soient repoussées à l'extrémité Cl.2 de la chambre Cl et qu'elles n'interfèrent pas avec la zone optique. Advantageously, the first end C1.l of the chamber C1 has a shape which widens in the direction of the end C1.2, making it possible to reduce the appearance of bubbles. Furthermore, the chamber C1 is advantageously long enough to allow, in the event of the appearance of bubbles, that they are pushed back to the end C1.2 of the chamber C1 and that they do not interfere with the optical zone. .
Sur la figure 2, on peut voir une variante de réalisation dans laquelle la première extrémité Cl.l de la chambre Cl a une forme triangulaire. In FIG. 2, one can see an alternative embodiment in which the first end C1.l of the chamber C1 has a triangular shape.
En outre la chambre Cl présente avantageusement une largeur inférieure à 3 mm réduisant encore le risque de formation de bulle et supérieure à 1 mm pour permettre la mesure optique. In addition, chamber C1 advantageously has a width of less than 3 mm further reducing the risk of bubble formation and greater than 1 mm to allow optical measurement.
De préférence, la hauteur de la chambre Cl est comprise entre 50 pm et 200 pm pour permettre l'analyse du sang total non lysé par méthode optique, de sorte à avoir une épaisseur de liquide permettant d'avoir suffisamment d'informations tout en évitant que la chambre devienne opaque. Preferably, the height of the chamber C1 is between 50 μm and 200 μm to allow the analysis of the whole blood not lysed by the optical method, so as to have a liquid thickness allowing sufficient information to be obtained while avoiding that the room becomes opaque.
La deuxième chambre C2 comporte des moyens pour permettre des mesures électrochimiques. Ces moyens comportent au moins une paire d'électrodes permettant la mesure de la concentration en une espèce donnée, i.e. une électrode de travail spécifique à l'analyte recherché et une électrode de référence. The second chamber C2 comprises means for allowing electrochemical measurements. These means comprise at least one pair of electrodes allowing the concentration of a given species to be measured, ie a working electrode specific to the analyte sought and a reference electrode.
Dans l'exemple représenté, les moyens de mesure électrochimique comportent trois capteurs électrochimiques. Un capteur pour la mesure du potassium, un capteur pour la mesure de la créatinine et un autre capteur également pour mesurer la créatinine en cas de défaillance du premier capteur. En variante cette autre capteur permet de suivre le pH ou alors le Nh endogène. Il sera compris que le nombre de capteurs n'est pas limitatif. Chaque capteur comporte au moins une électrode de travail spécifique 24, 26, 28 et une électrode de référence 30 commune par rapport à laquelle la différence de potentiel est mesurée. En variante, chaque capteur comporte sa propre électrode de référence. In the example shown, the electrochemical measurement means comprise three electrochemical sensors. A sensor for measuring potassium, a sensor for measuring creatinine and another sensor also for measuring creatinine in the event of failure of the first sensor. As a variant, this other sensor makes it possible to monitor the pH or then the endogenous Nh. It will be understood that the number of sensors is not limiting. Each sensor has at least one specific working electrode 24, 26, 28 and a common reference electrode 30 against which the potential difference is measured. As a variant, each sensor has its own reference electrode.
De manière préférée, les électrodes 24, 26, 28 et l'électrode de référence 30 sont alignées le long de la direction X permettant de disposer d'une chambre C2 présentant une grande dimension dans la direction X, par rapport aux dimensions dans les autre directions, ce qui est avantageux pour limiter le risque d'apparition de bulles. Preferably, the electrodes 24, 26, 28 and the reference electrode 30 are aligned along the X direction making it possible to have a chamber C2 having a large dimension in the X direction, compared to the dimensions in the other. directions, which is advantageous to limit the risk of the appearance of bubbles.
De préférence, les chambres Cl et C2 a une largeur d'au moins 2 mm permettant de limiter le piégeage des bulles dans les chambres. Preferably, the chambers C1 and C2 have a width of at least 2 mm making it possible to limit the trapping of bubbles in the chambers.
Plusieurs électrodes de travail, par exemple deux électrodes de travail peuvent être utilisées par espèce chimique dont on souhaite mesurer la concentration, par exemple pour fiabiliser les mesures, par exemple cela peut permettre de mesurer par exemple un interfèrent qui perturbe la mesure et diminue la précision, en utilisant par exemple une électrode sélective aux ions spécifique à cet interfèrent. Several working electrodes, for example two working electrodes can be used per chemical species whose concentration is to be measured, for example to make the measurements more reliable, for example this can make it possible to measure for example an interference which disturbs the measurement and reduces the precision , for example using an ion selective electrode specific to this interference.
La chambre C2 a une largeur de l'ordre des dimensions extérieures des électrodes, par exemple une largeur de 2 mm. The chamber C2 has a width of the order of the external dimensions of the electrodes, for example a width of 2 mm.
Le dispositif comporte également des conducteurs électriques 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 chacun relié à une électrode 24, 26, 28, 30 des capteurs, destinés à connecter individuellement chacune des électrodes au système externe de mesure. Les conducteurs électriques s'étendent dans la direction X parallèlement les uns aux autres. Les conducteurs électriques sont par exemple en Cr/Pt ou Cr/Au ouThe device also comprises electrical conductors 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 each connected to an electrode 24, 26, 28, 30 of the sensors, intended to individually connect each of the electrodes to the external measurement system. The electrical conductors run in the X direction parallel to each other. The electrical conductors are for example in Cr / Pt or Cr / Au or
Ta/Pt. Ta / Pt.
Dans cet exemple, les électrodes et les conducteurs électriques sont formés sur le fond inférieur. Les conducteurs sont des pistes électriques formées de part et d'autre des électrodes. In this example, the electrodes and the electrical conductors are formed on the lower bottom. The conductors are electrical tracks formed on either side of the electrodes.
Les conducteurs électriques s'étendent vers la deuxième extrémité du corps opposée à celle comportant l'orifice d'injection, et se connectent à des plots de contact ou des pattes de connexion électrique 33 en vue de leur connexion au système externe. The electrical conductors extend towards the second end of the body opposite to that comprising the injection orifice, and connect to contact pads or electrical connection tabs 33 with a view to their connection to the external system.
Dans cet exemple, il s'agit de pattes de connexion. Celles-ci ne sont pas recouvertes par le fond supérieur permettant sa connexion électrique par le dessus avec le système externe. In this example, these are connection tabs. These are not covered by the upper base allowing its electrical connection from above with the external system.
En variante, les pistes débouchent dans la deuxième extrémité du corps et forment une partie mâle destiné à coopérer avec un connecteur femelle du système externe. As a variant, the tracks open into the second end of the body and form a male part intended to cooperate with a female connector of the external system.
Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit. The operation of the device will now be described.
Le patient prélève une ou 2 gouttes de sang au moyen d'une lancette et dépose la goutte de sang dans l'orifice d'injection, le sang s'écoule dans les canaux et remplit les chambres Cl et C2 par capillarité. La quantité de sang requise pour les différentes mesures est très faible. The patient takes one or 2 drops of blood by means of a lancet and deposits the drop of blood in the injection port, the blood flows in the channels and fills the chambers C1 and C2 by capillary action. The amount of blood required for the various measurements is very low.
Le dispositif est ensuite connecté à un système d'analyse. Lorsque le dispositif est connecté, une source lumineuse et un capteur optique sont disposés de part et d'autre de la chambre Cl dans la direction Z, et les conducteurs électriques des capteurs de la chambre C2 sont reliés électriquement à des moyens mesurant des différences de potentiel entre l'électrode de référence 30 et l'électrode de travail 24, entre l'électrode de référence 30 et l'électrode de travail 26 et entre l'électrode de référence 30 et l'électrode de travail 28. Le système dispose alors des données pour déterminer les concentrations en hémoglobine (mesure optique), en potassium et en créatinine (mesures électrochimiques). Le dispositif DI permet en une seule étape et un seul prélèvement de sang de mesurer simultanément la concentration d'au moins trois analytes différents. The device is then connected to an analysis system. When the device is connected, a light source and an optical sensor are arranged on either side of the chamber C1 in the Z direction, and the electrical conductors of the sensors of the chamber C2 are electrically connected to means measuring differences in potential between the reference electrode 30 and the working electrode 24, between the reference electrode 30 and the working electrode 26 and between the reference electrode 30 and the working electrode 28. The system then has data to determine the concentrations of hemoglobin (optical measurement), potassium and creatinine (electrochemical measurements). The DI device allows in a single step and a single blood sample to simultaneously measure the concentration of at least three different analytes.
Le dispositif Dl, du fait de sa compacité, présente des chambres de mesure de faible volume. Le réseau fluidique a avantageusement un volume compris entre 4 pL et 20 pL. Il en résulte qu'une goutte de sang suffit pour réaliser toutes les mesures, alors que généralement les systèmes existants requièrent une prise de sang. The device Dl, due to its compactness, has measuring chambers of low volume. The fluidic network advantageously has a volume of between 4 pL and 20 pL. It follows that a drop of blood is sufficient to carry out all the measurements, whereas generally the existing systems require a blood sample.
En outre le dispositif est facilement utilisable par le patient, il peut donc être utilisé à domicile. Il ne requiert aucune manipulation complexe pour le patient ou une personne non expérimentée. In addition, the device is easily usable by the patient, so it can be used at home. It does not require any complex manipulation for the patient or an inexperienced person.
De plus le dispositif Dl forme généralement un déchet après utilisation. Sa petite taille limite donc son impact écologique et son coût de fabrication est réduit. In addition, the device Dl generally forms a waste after use. Its small size therefore limits its ecological impact and its manufacturing cost is reduced.
Sur la figure 3, on peut voir une variante de réalisation D3 du dispositif Dl, comportant deux orifices d'injection 10' et 10" distincts pour chaque chambre Cl et C2. Soit le patient dépose une goutte de sang dans chaque orifice d'injection 10 et 10'. Soit en variante, le dispositif comporte un boîtier de protection comportant un seul orifice qui divise en deux la goutte de sang et guide le sang vers les deux orifices d'injection 10 et 10'. In FIG. 3, one can see an alternative embodiment D3 of the device D1, comprising two injection orifices 10 ′ and 10 ″ distinct for each chamber C1 and C2. Either the patient deposits a drop of blood in each injection orifice 10 and 10. Either as a variant, the device comprises a protective housing comprising a single orifice which divides the drop of blood in two and guides the blood towards the two injection orifices 10 and 10 '.
Le fonctionnement du dispositif D3 est similaire à celui du dispositif Dl.The operation of the device D3 is similar to that of the device D1.
Sur la figure 4A, on peut voir un autre exemple de réalisation d'un dispositif microfluidique D4. In FIG. 4A, one can see another embodiment of a microfluidic device D4.
Le dispositif D4 comporte une chambre unique C3 configurée à la fois pour réaliser une mesure optique et pour réaliser les mesures électrochimiques. The device D4 comprises a single chamber C3 configured both to carry out an optical measurement and to carry out the electrochemical measurements.
La chambre C3 s'étend le long de la direction longitudinale X. The chamber C3 extends along the longitudinal direction X.
Les électrodes 24, 26, 28, 30 et la zone de mesure optique 34 sont alignées le long de la direction X. Dans cet exemple, deux électrodes sont disposées de part et d'autre de la zone de mesure optique 34. Dans le cas où le fond inférieur et le fond supérieur sont entièrement transparents la zone de mesure optique 34 est une zone sans électrode. Les conducteurs électriques destinés à relier chaque électrode à des plots de contact avec le système extérieur s'étendent dans la direction longitudinale X parallèlement les uns aux autres. The electrodes 24, 26, 28, 30 and the optical measurement zone 34 are aligned along the X direction. In this example, two electrodes are arranged on either side of the optical measurement zone 34. In the case where the lower background and the upper background are entirely transparent, the optical measurement zone 34 is a zone without an electrode. The electrical conductors intended to connect each electrode to contact pads with the external system extend in the longitudinal direction X parallel to each other.
Le dispositif comporte un orifice d'injection 36 disposé à la première extrémité du corps du dispositif et un évent 38 disposé à la deuxième extrémité du corps du dispositif, et directement connectés à la chambre C3. The device comprises an injection orifice 36 disposed at the first end of the body of the device and a vent 38 disposed at the second end of the body of the device, and directly connected to the chamber C3.
Dans cet exemple, les mesures de concentration sont réalisées dans le même volume de sang. In this example, the concentration measurements are performed in the same volume of blood.
La mise en œuvre d'un fond supérieur et d'un fond inférieur entièrement en matériau transparent à la lumière est particulièrement intéressante dans cet exemple, car elle permet de réaliser une caractérisation optique et électrochimique du fluide en même temps sur le même échantillon et dans la même chambre. The use of an upper base and a lower base entirely of material transparent to light is particularly advantageous in this example, because it makes it possible to carry out an optical and electrochemical characterization of the fluid at the same time on the same sample and in the same room.
Sur les figures 4B et 4C on peut voir des dispositifs D5 et D6 formant des variantes du dispositif D4 dans lequel la disposition relative de la zone de mesure optique et des électrodes est différente. In FIGS. 4B and 4C one can see devices D5 and D6 forming variants of the device D4 in which the relative arrangement of the optical measurement zone and of the electrodes is different.
Il sera compris que le dispositif peut comporter au moins une électrode de travail et une électrode de référence, ou une électrode de référence et deux électrodes de travail ou plus, permettant alors de déterminer les concentrations de plus de deux espèces par mesures électrochimiques. It will be understood that the device can comprise at least one working electrode and one reference electrode, or one reference electrode and two or more working electrodes, then making it possible to determine the concentrations of more than two species by electrochemical measurements.
Il sera compris également que le dispositif peut comporter plusieurs zones de mesure optique ou une zone de mesure optique permettant de mesurer l'absorption de plusieurs espèces simultanément. De préférence on dispose d'un faisceau lumineux large bande et un seul capteur optique comprenant plusieurs cellules avec des filtres. En variante, le système externe comporte plusieurs sources de lumière à des longueurs d'onde différentes et plusieurs capteurs optiques pour mesurer les différentes absorptions des différentes espèces. It will also be understood that the device can comprise several optical measurement zones or an optical measurement zone making it possible to measure the absorption of several species simultaneously. Preferably, a broadband light beam is available and a single optical sensor comprising several cells with filters. Alternatively, the external system comprises several sources of light at different wavelengths and several optical sensors to measure the different absorptions of the different species.
En variante, on peut envisager de réaliser une chambre de mesure électrochimique comportant plusieurs lignes d'électrodes parallèles. De préférence, les dimensions des électrodes sont suffisamment petites pour conserver une chambre de largeur réduite, par exemple égale à 2 mm. En variante, des électrodes en matériau transparent à au moins certaines longueurs d'onde sont utilisées, ce qui permet d'utiliser la zone en regard d'une électrode comme zone de mesure optique pour ces longueurs d'onde. As a variant, it is possible to envisage producing an electrochemical measurement chamber comprising several rows of parallel electrodes. Preferably, the dimensions of the electrodes are small enough to keep a chamber of reduced width, for example equal to 2 mm. As a variant, electrodes made of a material transparent at at least certain wavelengths are used, which makes it possible to use the area facing an electrode as an optical measurement area for these wavelengths.
En outre, le dispositif peur comporter plus de deux chambres, les chambres étant disposées en tout ou partie les unes à côté des autres dans la direction Y et/ou les unes à la suite des autres dans la direction longitudinale. In addition, the device can have more than two chambers, the chambers being arranged in whole or in part next to each other in the Y direction and / or one after the other in the longitudinal direction.
De manière très avantageuse, le dispositif microfluidique est réalisé par les techniques de la microélectronique. Very advantageously, the microfluidic device is produced by microelectronic techniques.
A titre d'exemple uniquement, un exemple de réalisation pratique d'un dispositif D3 va être donné. By way of example only, an example of a practical embodiment of a device D3 will be given.
Les dimensions extérieures du dispositif sont une épaisseur de 1,4 mm, une largeur de 4,6 mm et une longueur de 27 mm. The external dimensions of the device are a thickness of 1.4 mm, a width of 4.6 mm and a length of 27 mm.
Les dimensions de la chambre sont une hauteur de 100 pm, une longueur de 13,5 mm et une largeur de 2,6 mm pour un volume 3,5 pL. The dimensions of the chamber are a height of 100 µm, a length of 13.5 mm and a width of 2.6 mm for a volume of 3.5 µL.
L'orifice d'injection a un diamètre de 2 mm et l'évent a un diamètre de 1 mm. The injection port has a diameter of 2mm and the vent has a diameter of 1mm.
Les électrodes ont un diamètre de 2,1mm. The electrodes have a diameter of 2.1mm.
Les fonds inférieur et supérieur sont formés de deux substrats en verre d'épaisseur de 700 pm chacun. The lower and upper bottoms are formed from two glass substrates with a thickness of 700 µm each.
Les pistes électriques sont en Ta/Pt. The electrical tracks are in Ta / Pt.
L'électrode de référence est en Ag/AgCI. The reference electrode is made of Ag / AgCl.
Les électrodes de travail sont différentes en fonction de l'analyte. The working electrodes are different depending on the analyte.
Dans le cas du potassium, on utilise une électrode ISE avec un transducteur formé avec l'encre carbone par exemple portant la référence Dupont® BQ.242. Elle comporte une membrane ISE en PU-NPOE (Polyuréthane-Nitrophényl octyl éther) et comme ionophore spécifique la valinomycine. In the case of potassium, is used ISE with a transducer formed with the carbon ink, for example, bearing the reference Dupont ® BQ.242. It comprises an ISE membrane in PU-NPOE (Polyurethane-Nitrophenyl octyl ether) and as specific ionophore valinomycin.
Dans le cas de la créatinine, l'électrode de travail est un empilement d'un transducteur spécifique à la mesure pH et une membrane contenant l'enzyme, la créatinine déiminase. Cette dernière permet la réaction suivante : In the case of creatinine, the working electrode is a stack of a transducer specific to the pH measurement and a membrane containing the enzyme, creatinine deiminase. The latter allows the following reaction:
Créatinine + H20 - — > N-Metylidantoin + NH4 + La variation locale du taux de NH4+, notamment son élévation locale, est alors mesurée par l'électrode pH située en dessous de la membrane enzymatique. Creatinine + H 2 0 - -> N-Metylidantoin + NH 4 + The local variation in the NH4 + level , in particular its local rise, is then measured by the pH electrode located below the enzyme membrane.
De préférence, on utilise la sérigraphie comme procédé de fabrication qui particulièrement adaptée pour une fabrication industrielle du dispositif. Preferably, screen printing is used as a manufacturing process which is particularly suitable for industrial manufacturing of the device.
On peut alors utiliser des encres carbonées contenant un matériau sensible au pH, tel que les oxydes métalliques comme le T1O2, RuÜ2, RhÜ2, SnÜ2, Ta2Û5, PdO, Hg20, HgO, Sb 03, OsÜ2, lrÜ2 et Pt02,...les polymères conducteurs : Polyaniline, polypyrrole, l'oxyde d'iridium. It is then possible to use carbon-based inks containing a material sensitive to pH, such as metal oxides such as T1O2, RuÜ2, RhÜ2, SnÜ2, Ta2O5, PdO, Hg 2 0, HgO, Sb 0 3 , OsÜ2, lrÜ2 and Pt0 2 , ... conductive polymers: Polyaniline, polypyrrole, iridium oxide.
Par exemple, des particules d'oxydes d'iridium sont ajoutées à l'encre Dupont BQ.242®. En variante, une encre contenant de la polyaniline peut être utilisée. For example, particles of iridium oxides are added to Dupont BQ.242 ® ink. Alternatively, an ink containing polyaniline can be used.
En alternative à la sérigraphie, on peut mettre en œuvre l'électropolymérisation de l'oxyde d'iridium ou de la polyaniline. As an alternative to screen printing, the electropolymerization of iridium oxide or polyaniline can be implemented.
Un exemple de fabrication du dispositif D2 va maintenant être décrit.An example of the manufacture of the device D2 will now be described.
Sur la figure 5, on peut voir une vue en éclaté du dispositif D2 mettant en œuvre des électrodes sélectives d'ions (ISE). In Figure 5, one can see an exploded view of the device D2 implementing ion selective electrodes (ISE).
Deux substrats SI et S2 sont utilisés. Les substrats sont avantageusement en matériau transparent à la lumière tel que cela est expliqué ci- dessus, par exemple en verre. Des étapes de micro-fabrication standard de la micro électronique sont appliquées aux deux substrats. Two substrates S1 and S2 are used. The substrates are advantageously made of a material transparent to light as explained above, for example glass. Standard microelectronics micro-fabrication steps are applied to both substrates.
Le premier substrat SI forme le fond inférieur. The first substrate S1 forms the lower bottom.
Sur la face avant du substrat SI sont formées les électrodes et les pistes conductrices, par des procédés de photolithographie et de dépôt. Le matériau des électrodes est par exemple du chrome / platine (Ta/Pt). On the front face of the substrate S1 are formed the electrodes and the conductive tracks, by photolithography and deposition processes. The material of the electrodes is for example chromium / platinum (Ta / Pt).
Par exemple, le premier substrat SI subit une étape de gravure chimique, puis une étape de métallisation pour réaliser les pistes électriques For example, the first substrate S1 undergoes a chemical etching step, then a metallization step to produce the electrical tracks.
On forme ensuite une couche de passivation de la couche métallique, par exemple par dépôt de S1O2. Lors d'une étape suivante, la couche de passivation est ouverte au niveau des électrodes. A passivation layer is then formed for the metal layer, for example by deposition of S1O2. During a following step, the passivation layer is opened at the level of the electrodes.
Dans cet exemple, les électrodes sont recouvertes soit d'une membrane ISE, soit d'une membrane contenant une enzyme, des anneaux hydrophobes sont alors avantageusement préalablement formés permettant la mise en forme des membranes. En effet, pour fabriquer des membranes, un mélange de polymère et de molécules en suspension dans un solvant liquide est utilisé. Grâce aux anneaux hydrophobes, ce liquide ne se répand pas sur le substrat de manière incontrôlée mais forme une membrane bien localisée. Les anneaux sont par exemple réalisés en utilisant la méthode décrite dans le document FR 2 960 799. In this example, the electrodes are covered either with an ISE membrane or with a membrane containing an enzyme, hydrophobic rings are then advantageously previously formed allowing the shaping of the membranes. Indeed, to manufacture membranes, a mixture of polymer and molecules in suspension in a liquid solvent is used. Thanks to the hydrophobic rings, this liquid does not spread over the substrate in an uncontrolled manner but forms a well-localized membrane. The rings are for example produced using the method described in document FR 2 960 799.
Les transducteurs et l'électrode de référence sont ensuite réalisés par exemple par sérigraphie. The transducers and the reference electrode are then produced for example by screen printing.
Les membranes solides sélectives sont ensuite déposées dans les anneaux. The selective solid membranes are then deposited in the rings.
La face avant du deuxième substrat S2 est structurée par exemple par gravure pour former les chambres, les canaux, l'orifice d'injection et les évents. The front face of the second substrate S2 is structured for example by etching to form the chambers, the channels, the injection orifice and the vents.
Par exemple, les canaux et les chambres sont réalisés par gravure chimique HF. L'orifice d'injection et l'évent sont par exemple réalisés par sablage. For example, the channels and the chambers are produced by HF chemical etching. The injection orifice and the vent are for example made by sandblasting.
Une couche de matériau adhésif 40, par exemple une résine époxy telle que le DELO Katiobond® 45952, est déposée sur la face avant du deuxième substrat S2 en vue de son assemblage avec le premier substrat SI. Cette couche 40 est par exemple réalisée par sérigraphie. A layer of adhesive material 40, for example an epoxy resin such as OLEDs KATIOBOND ® 45952 is deposited on the front face of the second substrate S2 to its assembly with the first IF substrate. This layer 40 is for example produced by screen printing.
Les deux substrats SI et S2 sont ensuite assemblés par leur face avant au moyen de la couche d'adhésif 40. Les deux substrats sont alignés, en particulier les électrodes sont alignées avec la gravure de la chambre C2. The two substrates S1 and S2 are then assembled by their front face by means of the adhesive layer 40. The two substrates are aligned, in particular the electrodes are aligned with the etching of the chamber C2.
L'empilement subit ensuite une insolation UV dans le cas d'une utilisation d'une colle UV comme dans cet exemple. The stack then undergoes UV exposure in the case of using a UV adhesive as in this example.
L'assemblage des substrats est étanche. The assembly of the substrates is waterproof.
De préférence plusieurs dispositifs sont réalisées sur les substrats SI et S2, et sont ensuite individualisés par découpe. Preferably, several devices are produced on the substrates S1 and S2, and are then individualized by cutting.
Le deuxième substrat S2 présente une longueur plus courte que le substrat SI pour laisser à découvert l'extrémité libre des pistes électriques. The second substrate S2 has a shorter length than the substrate S1 to leave the free end of the electrical tracks exposed.
Les membranes pour la détection potentiométrique peuvent être avantageusement fabriquées par le procédé de fabrication suivant : fourniture d'une formulation comprenant un polymère dissous, un échangeur ionique, un ionophore, éventuellement un plastifiant, et un solvant choisi parmi les diacétates d'alkylène glycol, les éthers de glycol et leurs acétates, dépôt de la formulation sur un support, par exemple un transducteur, évaporation du solvant, de manière à former une membrane polymérique. The membranes for potentiometric detection can advantageously be manufactured by the following manufacturing process: providing a formulation comprising a dissolved polymer, an ion exchanger, an ionophore, optionally a plasticizer, and a solvent chosen from alkylene glycol diacetates, glycol ethers and their acetates, depositing the formulation on a support, by example a transducer, evaporation of the solvent, so as to form a polymeric membrane.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif microfluidique pour la mesure de concentration d'espèces chimiques dans un fluide corporel, comportant un corps s'étendant selon une direction longitudinale (X), au moins une zone de mesure optique, au moins une zone munie de moyens de mesure électrochimique, une zone de connexion électrique à un système extérieur, lesdits moyens de mesure électrochimique comportant au moins une électrode de travail (24, 26, 28) et une électrode de référence (30), des conducteurs électriques (32.1, 32.2, 32.3, 32.4) s'étendant dans la direction longitudinale (X) entre chaque électrode et les zones de connexion électrique, ledit corps comportant un réseau fluidique comprenant une ou plusieurs chambres (Cl, C2, C3) et au moins un orifice d'injection du fluide corporel(10, 36) dans la ou les chambres (Cl, C2, C3) et au moins un évent (12, 14, 38), la ou les chambres (Cl, C2, C3) s'étendant le long de la direction longitudinale (X), la zone de mesure optique et la zone munie de moyens de mesure électrochimique étant situés dans la ou les chambres (Cl, C2, C3), dans lequel le corps comporte uniquement un premier substrat (SI) et un deuxième substrat (S2) superposés, le deuxième substrat (S2) comportant sur une face la zone de connexion électrique, ladite face étant en contact avec le premier substrat (SI). 1. Microfluidic device for measuring the concentration of chemical species in a body fluid, comprising a body extending in a longitudinal direction (X), at least one optical measurement zone, at least one zone provided with electrochemical measurement means , an area for electrical connection to an external system, said electrochemical measuring means comprising at least one working electrode (24, 26, 28) and one reference electrode (30), electrical conductors (32.1, 32.2, 32.3, 32.4 ) extending in the longitudinal direction (X) between each electrode and the electrical connection zones, said body comprising a fluidic network comprising one or more chambers (C1, C2, C3) and at least one orifice for injecting body fluid (10, 36) in the chamber (s) (C1, C2, C3) and at least one vent (12, 14, 38), the chamber (s) (C1, C2, C3) extending along the longitudinal direction (X), the optical measurement zone and the zone provided with measuring means re electrochemical being located in the chamber or chambers (C1, C2, C3), in which the body comprises only a first substrate (SI) and a second substrate (S2) superimposed, the second substrate (S2) comprising on one side the area electrical connection, said face being in contact with the first substrate (SI).
2. Dispositif microfluidique selon la revendication 1, dans lequel le corps est entièrement transparent à la lumière visible. 2. A microfluidic device according to claim 1, wherein the body is completely transparent to visible light.
3. Dispositif microfluidique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les électrodes (24, 26, 28, 30) sont disposées le long de la direction longitudinale (X). 3. A microfluidic device according to claim 1 or 2, wherein the electrodes (24, 26, 28, 30) are arranged along the longitudinal direction (X).
4. Dispositif microfluidique selon la revendication 1, 2 ou 3, comportant deux chambres (Cl, C2), l'une contenant la zone de mesure optique et l'autre contenant les moyens de mesure électrochimique. 4. Microfluidic device according to claim 1, 2 or 3, comprising two chambers (C1, C2), one containing the optical measurement zone and the other containing the electrochemical measurement means.
5. Dispositif microfluidique selon la revendication 4, comportant un orifice d'injection unique (10) et des canaux reliant l'orifice d'injection (10) aux deux chambres (Cl, C2) en parallèle. 5. Microfluidic device according to claim 4, comprising a single injection orifice (10) and channels connecting the injection orifice (10) to the two chambers (C1, C2) in parallel.
6. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la ou les chambres (Cl, C2, C3) comportent une extrémité longitudinale directement reliée à l'orifice d'injection (10, 36), et dans lequel ladite extrémité présente une forme évasée en éloignement de l'orifice de remplissage (10, 36). 6. Microfluidic device according to one of claims 1 to 4, wherein the chamber or chambers (C1, C2, C3) have a longitudinal end directly connected to the injection port (10, 36), and wherein said end has a flared shape away from the filling orifice (10, 36).
7. Dispositif microfluidique selon la revendication 1, 2, 3 ou 6, comportant une chambre unique (C3) dans laquelle la au moins une zone de mesure optique et la au moins une zone contenant les moyens de mesure électrochimique sont alignées le long de la direction longitudinale. 7. A microfluidic device according to claim 1, 2, 3 or 6, comprising a single chamber (C3) in which the at least one optical measurement zone and the at least one zone containing the electrochemical measurement means are aligned along the line. longitudinal direction.
8. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le réseau fluidique comporte une surface intérieure hydrophile. 8. A microfluidic device according to one of claims 1 to 7, wherein the fluidic network comprises a hydrophilic interior surface.
9. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la au moins une électrode de travail est une électrode sélective d'ions. 9. A microfluidic device according to one of claims 1 to 8, wherein the at least one working electrode is an ion selective electrode.
10. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la zone de mesure optique à une hauteur comprise entre 50 pm et 200 pm. 10. A microfluidic device according to one of claims 1 to 9, wherein the optical measurement zone at a height of between 50 µm and 200 µm.
11. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la zone de connexion électrique est située à une extrémité longitudinale du corps à l'opposé de l'orifice d'injection (10, 36) par rapport à la ou les chambres (Cl, C2, C3). 11. Microfluidic device according to one of claims 1 to 10, wherein the electrical connection area is located at a longitudinal end of the body opposite the injection orifice (10, 36) relative to the or the chambers (Cl, C2, C3).
12. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel le premier substrat (SI) comporte le réseau fluidique et dans lequel le deuxième substrat (S2) comporte les électrodes et les conducteurs électriques. 12. A microfluidic device according to one of claims 1 to 11, in which the first substrate (SI) comprises the fluidic network and in which the second substrate (S2) comprises the electrodes and the electrical conductors.
13. Dispositif microfluidique selon l'une des revendication 1 à 12, dans lequel le premier substrat (SI) présente une dimension dans la direction longitudinale (X) plus petite que celle du deuxième substrat (S2) de sorte que la zone de connexion électrique soit découverte. 13. A microfluidic device according to one of claims 1 to 12, wherein the first substrate (SI) has a dimension in the longitudinal direction (X) smaller than that of the second substrate (S2) so that the electrical connection area be discovered.
14. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 13, comportant une couche de matériau adhésif (40) sensible aux UV entre le premier substrat (SI) et le deuxième substrat (S2). 14. A microfluidic device according to one of claims 1 to 13, comprising a layer of adhesive material (40) sensitive to UV between the first substrate (SI) and the second substrate (S2).
15. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le volume total du réseau fluidique est compris entre 5 pL et 20 pL. 15. A microfluidic device according to one of claims 1 to 14, wherein the total volume of the fluidic network is between 5 pL and 20 pL.
16. Dispositif microfluidique selon l'une des revendications 1 à 15, dans lequel le fluide corporel est du sang et dans lequel la zone de mesure optique est utilisée pour la mesure de la concentration en hémoglobine et les moyens de mesure électrochimique sont configurés pour mesurer la concentration en potassium et en créatinine. 16. Microfluidic device according to one of claims 1 to 15, in which the body fluid is blood and in which the optical measurement zone is used for the measurement of the hemoglobin concentration and the electrochemical measurement means are configured to measure. the concentration of potassium and creatinine.
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