WO2022200264A1 - Dispositif microfluidique rotatif - Google Patents

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WO2022200264A1
WO2022200264A1 PCT/EP2022/057335 EP2022057335W WO2022200264A1 WO 2022200264 A1 WO2022200264 A1 WO 2022200264A1 EP 2022057335 W EP2022057335 W EP 2022057335W WO 2022200264 A1 WO2022200264 A1 WO 2022200264A1
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liquid
microfluidic device
valve
upstream
volume
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PCT/EP2022/057335
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Benoît GRANIER
Noan NIVARLET
Simon DAUBE
Julien STRAAT
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Unisensor
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    • G01N2035/0439—Rotary sample carriers, i.e. carousels
    • G01N2035/0444—Rotary sample carriers, i.e. carousels for cuvettes or reaction vessels

Definitions

  • the present invention relates in particular to a rotary microfluidic device and a method of using said rotary microfluidic device.
  • a first aspect of the invention relates to a microfluidic track of the rotating microfluidic device
  • a second aspect of the invention relates to a permeable element and an upper part of the rotating microfluidic device.
  • a rotating microfluidic disk comprising a microfluidic track is known from the prior art.
  • the document DE102018212930 B3 describes a rotary device intended to conduct a liquid through a permeable element. A problem with this device is that it is not possible to check whether the permeable element has received enough liquid. We can therefore end up with erroneous results.
  • Document EP 2715357A1 describes a rotary microfluidic system allowing the processing of biological samples.
  • Document WO 2017/027384A1 describes a microfluidic disk having at least one microfluidic channel extending radially outwards from the center of the disk.
  • US6632399B1 discloses a rotating microfluidic platform using centripetal force for fluid movement through channels embedded in the platform.
  • the document US2003/215358A1 describes a multilayer device making it possible to detect a substance to be analyzed and comprising a first absorbent layer intended to receive a sample, a second absorbent layer intended to receive and absorb a part of the sample coming from the first layer and a liquid permeable layer which is disposed between the first absorbent layer and the second absorbent layer and which acts as an adhesive holding the layers together.
  • An object of the invention is a measurement for detecting the presence, and possibly the quantity, of an analyte in a liquid by reacting the analyte and/or the liquid with a reagent for measuring the element permeable.
  • the invention proposes a microfluidic device for manipulating a volume of liquid, designed to rotate around an axis and comprising at least one microfluidic track having:
  • each microfluidic track comprises, from upstream to downstream between the first upstream location and the downstream location:
  • a first intermediate location configured for a first function which requires maintaining at least a portion of the liquid for a first duration in the first intermediate location, the first intermediate location comprising a volume fixing chamber such that the first function comprises fixing the liquid volume using a collection chamber, and
  • a downstream valve having a second opening condition which is satisfied when a pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the downstream valve is greater than a capillary pressure exerted by the downstream valve on the liquid, which occurs at from a second angular velocity (V2), the second angular velocity (V2) being greater than or equal to the first angular velocity (V1).
  • the microfluidic device according to the invention makes it possible to check whether enough liquid has been supplied: if the collection chamber is empty, it means that there has not been enough liquid supplied and that there is therefore has a risk of error in the test result, especially for an indirect competition test.
  • the microfluidic device according to the invention performs a sequential release of the valves.
  • the upstream valve opens while the downstream valve remains closed, and beyond the second angular speed, the two valves are open.
  • the liquid can therefore move forward gradually in a microfluidic track, and in particular the volume of liquid can be fixed (i.e. determined) between the upstream valve and the downstream valve.
  • the microfluidic device preferably comprises a plurality of microfluidic tracks. They preferably have identical shapes.
  • the measuring reagent and/or the first reagent can differ between the tracks of the device.
  • the first duration is preferably between 1 ms and 10 hours, more preferably between 10 ms and 1 hour.
  • the volume of liquid in excess of the volume fixing chamber flows into the collection chamber.
  • the collection chamber is provided to be able to detect the presence of the liquid therein, either by a user or by an image capture device. In case of absence of liquid, the result of the reading of the permeable element of this microfluidic track will not be taken into account.
  • microfluidic device according to the invention could be used in numerous applications, in particular immunological tests, methods for amplification of nucleic fragments of the PCR or LAMP type (isothermal or not), ..., chemical reactions, reactions of mixing, settling, dissolution, ...
  • the first function may also comprise at least one of the following functions or a combination of several of these functions: detection, heat treatment, chemical and/or physical treatment, waiting.
  • the detection chamber comprises, in length and successively, a first part, a second part and a third part, the second part being wider than the first part and than the third part, the second part housing a reading zone of the element permeable.
  • the reading zone preferably comprises a measurement reagent. This widening makes it possible to avoid the edge effects linked to capillarity in the permeable element. Its width also allows the algorithm performing the reading of the permeable element to easily locate the reading zone.
  • the width preferably extends as a circumferential direction if the microfluidic device is circular.
  • At least one of the first upstream location, the detection chamber, and the volume fixing chamber is formed of a lower part and an upper part such that the lower part has a higher absorbance than the upper part at a wavelength between 700 nm and 100 pm.
  • the first upstream location, and potentially any chamber of the microfluidic device absorbs more radiation in that wavelength interval than the upper part. This improves radiant heating.
  • the first function comprises incubation with a first reagent present in the first intermediate location, the measurement reagent being provided to react with a liquid comprising the first reagent.
  • the device is thus provided for a reaction on the permeable element, for example an immunological reaction, between the analyte and the measurement reagent, or between the first reagent and the measurement reagent.
  • the first intermediate location may comprise, in addition to the volume fixing chamber, a first reagent chamber comprising the first reagent.
  • the first upstream location is configured for a second function which requires keeping at least part of the liquid there for a second duration. It preferably forms a liquid inlet chamber through which liquid can be introduced into the microfluidic device.
  • the second function comprises at least one of the following functions, or a combination of several of these functions: detection, fixing of the volume of liquid, heat treatment, chemical and/or physical treatment .
  • the second function can include detection of the presence of liquid in the first upstream location.
  • the second function is different from the first function.
  • the downstream valve is radially more external than the upstream valve. This makes it possible to centralize the introduction of the liquid and to move the liquid forward thanks to centrifugal force, but makes the design of valves with sequential release more complicated.
  • the first opening condition is where p is the density of the liquid, V 1 is the first angular velocity, R !1 is the radial distance between the axis and a radially internal wall of the volume of liquid blocked by the upstream valve (312), R E1 is the distance radial between the axis and the upstream valve, R E1 > R , s is the surface tension of the liquid, Q E is the contact angle between the liquid and an upper part of the microfluidic device at the location of the valve upstream, 0 is the contact angle between the liquid and a lower part of the microfluidic device at the location of the upstream valve, Q E1 + > 90°, t ⁇ is the height of the upstream valve, and W 1 is the height of the upstream valve; and the second opening condition is where V 2 is the first angular velocity, R I2 is the radial distance between the axis and a radially internal wall of the volume of liquid blocked by the downstream valve, R E2 is the second opening condition.
  • each microfluidic track comprises a channel connecting an inlet to an outlet, the inlet connecting the channel to the first intermediate location, the outlet forming the downstream valve, the outlet being radially more internal than the hall.
  • the channel outlet is downstream of the channel inlet. In other words, the channel makes it possible to bring the liquid back to a smaller radial distance, which makes it possible to reduce the pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the downstream valve.
  • each microfluidic track comprises downstream of the downstream valve, a second intermediate location configured for a third function which requires maintaining at least part of the liquid there for a third duration, and downstream of the second intermediate location, an additional valve having a third opening condition which is satisfied when a pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the additional valve is greater than a capillary pressure exerted by the additional valve on the liquid, this which occurs from a third angular velocity (V3), the third angular velocity (V3) being greater than or equal to the second angular velocity (V2).
  • the third opening condition is preferably: where V 3 is the third angular velocity, R I3 is the radial distance between the shaft and a radially inner wall of the volume of liquid blocked by the additional valve, R E3 is the radial distance between the shaft and the additional valve, R E3 > R I3 , 0 S3 is the contact angle between the liquid and the upper part of the microfluidic device at the location of the additional valve, Q I3 is the contact angle between the liquid and the part bottom of the microfluidic device at the location of the additional valve, 0f 3 +q > 90°, H 3 is the height of the additional valve, and W 3 is the height of the additional valve.
  • the invention further provides an assembly comprising the volume of liquid and a microfluidic device according to one embodiment.
  • the volume of liquid is such that at least part of the liquid is in the first intermediate location when the volume of liquid is blocked by the downstream valve.
  • the invention further proposes a detection system comprising a microfluidic device according to the invention and a control device comprising a heating module arranged to heat the first upstream location and/or the first intermediate location and/or the chamber of detection.
  • the invention further provides a method for manipulating a volume of liquid using a microfluidic device, the method comprising, chronologically, the following steps:
  • the at least part of the volume of liquid is heated, during the first duration, when it is in the intermediate location. This keeps the liquid in the intermediate location while it is heated.
  • the volume of liquid is heated when it is in the first upstream location, preferably during the second duration.
  • the invention further proposes a computer program comprising instructions which lead a control unit of a detection system comprising a microfluidic device comprising a volume of liquid in the first upstream location to:
  • the computer program also makes it possible, preferably, to heat at least certain parts of the microfluidic device.
  • it includes instructions which lead said control unit to heat the volume of liquid when it is in the first upstream location.
  • a first aspect relates to a microfluidic device comprising a microfluidic track including an upstream valve, an intermediate location, and a downstream valve.
  • a second aspect relates to a microfluidic device comprising a permeable element and an upper part.
  • a third aspect relates to a control device designed to receive a microfluidic device and comprising several modules having different functions. The characteristics of the different aspects can be combined with each other.
  • the preferred embodiment of the invention combines features of all three aspects.
  • FIG. 1 a is a top view of a microfluidic device according to one embodiment of the invention, illustrating in particular microfluidic tracks,
  • Figure 1b is a vertical sectional view along line Ib of Figure 1a
  • FIG. 2 is a top view of any of the tracks of a microfluidic device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view illustrating in particular a detection chamber according to one embodiment of the invention, it illustrates in particular the second aspect of the invention
  • FIG. 4 illustrates, very schematically and in a horizontal view, elements of a control device according to one embodiment of the invention, it illustrates in particular the third aspect of the invention
  • FIG. 5 illustrates, very schematically and in a vertical view, elements of a control device and a microfluidic device according to one embodiment of the invention
  • FIG. 6 illustrates, very schematically and in a horizontal view, modules of a control device according to one embodiment of the invention
  • FIGS. 7a, 7b, 7c illustrate, very schematically and in a horizontal view, the orientations of a microfluidic device according to one embodiment of the invention with respect to the modules shown in Figure 6,
  • FIG. 8a and 8b illustrate, very schematically and in a horizontal view, elements of a microfluidic device according to an embodiment of the first aspect of the invention
  • FIG. 9a and 9b illustrate, very schematically and in a vertical section, elements of a microfluidic device according to an embodiment of the first aspect of the invention
  • FIG. 10 is a flowchart of a method according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 11 illustrates, very schematically and in a horizontal view, elements of a microfluidic device according to an embodiment of the first aspect of the invention
  • - Figure 12 illustrates, very schematically and in a horizontal view, elements of a microfluidic device according to an embodiment of the first aspect of the invention
  • FIG. 13 is a flowchart of a method comprising characteristics resulting from the three aspects of the invention described below.
  • an “analyte” is a substance or a chemical product, for example a biological molecule. It may include at least one of the following elements: one or more functional groups (antigens in particular), molecules, particles, macromolecules, DNA, RNA, antibiotics, hormones, toxins, molecules endogenous or exogenous to the matrix tested, cells , bacteria, viruses, mycotoxins, veterinary and/or human drugs, pesticides, hormones, antibodies...
  • a "liquid” is preferably an aqueous liquid or an aqueous liquid preparation, for example blood, milk, urine, saliva, tears, any other physiological liquid, rain, swimming pool, surface, river or drainage water.
  • the liquid may be edible and/or intended for use in the food industry. It may comprise a food matrix. Its composition may vary as it progresses through the microfluidic device.
  • the invention can be used in particular in the context of a measurement for detecting the presence, and possibly of the quantity, of an analyte in a liquid, and/or in the context of measuring physical parameters and/or of a liquid, for example its viscosity.
  • the adjective “transparent” means allowing light to pass at least in the interval 350 to 750 nm.
  • FIG 1a is a top view of a microfluidic device 100 according to one possible embodiment of the invention.
  • the microfluidic device 100 comprises a support 105, preferably of circular shape, and arranged to rotate around an axis 101, and a permeable element 200 (visible in Figure 2 in particular).
  • the permeable element 200 is configured so that a liquid can progress through it by capillary action. It is preferably formed of a strip, for example the strip described in WO2019/068806.
  • the microfluidic device 100 preferably comprises a plurality of microfluidic tracks 102a to 102f distributed circumferentially, and which will be generally designated by the reference 102.
  • the tracks 102 are preferably identical, but could be different while remaining in the framework of the invention.
  • FIG. 1a also illustrates a radial direction 103, and a direction circumferential 104, perpendicular to the radial direction 103.
  • the height 106 (visible in FIG. 3) is the direction of the axis 101.
  • the thickness of the constituents of the permeable element 200, in particular of the porous support 210, is measured parallel to the height 106.
  • Figure 1b is a sectional view of the support 105, at line Ib of Figure 1a.
  • the support 105 preferably comprises a lower part 10 and an upper part 20.
  • the lower part 10 comprises recesses 11 which form the tracks 102, the recesses being separated by projections 12.
  • the upper part 20 is preferably flat.
  • the upper part 20 forms a cover over at least part of the recesses 11 and is glued on the projections 12.
  • the upper part 20 is transparent at least in places, preferably everywhere.
  • the upper part 20 may include an adhesive on its lower surface, allowing it to adhere to the lower part 10.
  • the lower part 10 and the upper part 20 are preferably different parts fixed together. They can be in different materials.
  • the lower part 10 is designed to absorb more electromagnetic radiation in the interval between 700 nm and 100 ⁇ m than the upper part 20. It preferably has a reflectance of less than 10% between 700 nm and 100 ⁇ m.
  • the upper part 20 is preferably located above the lower part 10.
  • FIG. 2 is an enlargement of one of the tracks 102.
  • Each track 102 includes a plurality of chambers and passages so as to form an upstream-downstream fluid path.
  • each track 102 comprises, from upstream to downstream: an inlet chamber 110, a first passage 111, a volume attachment chamber 120, a second passage 121, a first reagent chamber 130, a third passage 131, a transfer chamber 140 and a detection chamber 150. of preparation ".
  • each track 102 includes a collection chamber 160 communicating with the first passage 111 through a collection passage 161 .
  • Each track 102 also includes a plurality of vents 170.
  • the first passage 111 comprises a first valve 112 preferably having an opening condition which causes it to open from an angular velocity V112.
  • the second passage 121 comprises a second valve 122 preferably having an opening condition which causes it to open from an angular speed V122.
  • the third passage 131 comprises a third valve 132 preferably having an opening condition which causes it to open from an angular velocity V132.
  • the microfluidic device 100 is preferably provided so that V132 3 V122 3 V112. This controls the amount of time liquid spends in the inlet chamber 110, the volume attachment chamber 120, and the first reagent chamber 130, by controlling the angular velocity of the microfluidic device 100.
  • Each track 102 comprises a preparation part 180 and a detection chamber 150.
  • the preparation part 180 advances the liquid radially outward.
  • the speed of progression is controlled therein by a first type of fluidic displacement, that is to say by the speed of rotation of the microfluidic device 100.
  • the detection chamber 150 causes the liquid to progress radially inwards.
  • the speed of progression is notably controlled there by a second type of fluidic displacement, that is to say by the capillarity of the permeable element 200.
  • the microfluidic device 100 is preferably stopped during the migration of the liquid in the permeable element 200.
  • the rotation of the disk to be used during the displacement of the liquid in the permeable element 200, for example in order to slow down this displacement.
  • the inlet chamber 110 makes it possible to introduce a liquid potentially comprising an analyte.
  • the volume fixing chamber 120 makes it possible to fix the volume of liquid which will leave towards the first reagent chamber 130, the excess volume going towards the collection chamber 160.
  • the first reagent chamber 130 comprises a first reagent.
  • the transfer chamber 140 is used to bring the liquid to the end of the detection chamber 150 where it is absorbed, at least partially by the permeable element 200 which preferably comprises a measuring reagent.
  • the first reagent can comprise one or more chemical and/or biochemical compounds.
  • the first reagent can be present in a buffer 800, and/or dried on a container and/or on a porous filter, and/or placed on the bottom of the cavity 330 in the liquid or solid state. It may be present on the permeable element 200, upstream of the measurement reagent. In this case, the first reagent chamber 130 is preferentially omitted from track 102.
  • the first reagent is potentially labeled so as to be optically detectable. For example, it can be detectable by fluorescence and/or comprise nanoparticles of metal (gold, silver, etc.), of polymer (latex, cellulose, etc.), and/or magnetic nanoparticles.
  • the measurement reagent is provided to react with the first reagent.
  • the measurement reagent is provided to enter into competition with the analyte and with the first reagent by direct competition of the measurement reagent with the analyte and the first reagent, so as to carry out an immunological test by direct competition between the analyte and the first reactant.
  • the analyte if present in the liquid, includes a first antigen
  • the first reagent includes a labeled second antigen
  • the measurement reagent includes an antibody capable of binding the first and second antigens.
  • the first reagent is provided to react with the analyte and with the measuring reagent so as to carry out an immunological test by indirect competition between the analyte and the measuring reagent.
  • the analyte if present in the liquid, includes a first antigen
  • the measuring reagent includes a second antigen
  • the first reagent includes a labeled antibody capable of binding the first and second antigens.
  • the measurement reagent and the first reagent are designed to react with the analyte so as to produce a sandwich immunoassay in which the analyte is bound by the measurement reagent and is labeled by the first reactant.
  • the detection chamber 150 is elongated radially, so that the permeable element 200 is disposed radially.
  • the detection chamber 150 preferably comprises, successively, a first part 151, a second part 152 and a third part 153.
  • the second part 152 is wider, circumferentially, than the first part 151 and than the third part 153.
  • a zone 213 , 214 for reading the porous support 210 of the permeable element 200, as described in the context of this document, is preferably located in the second part 152.
  • Figure 3 is a sectional view of the possible arrangement of the permeable element 200 in the detection chamber 150. Figure 3 illustrates in particular certain features of the second aspect of the invention.
  • the fluidic inlet of the permeable element 200 is at its radially outer end.
  • the permeable element 200 comprises a porous support 210, preferably made of nitrocellulose, including the measuring reagent.
  • the porous support 210 has a first face 211 and a second face 212 separated by a thickness. It is preferably a membrane.
  • the first face 211 is preferably fixed, for example glued, to a structural support 220, which is transparent at least in places and preferably everywhere. In a non-illustrated embodiment of the second aspect of the invention, the first face 211 is directly joined to the upper part 20. There is preferably at least one free space between the lower part 10 and the permeable element 200.
  • the porous support 210 is preferably made of nitrocellulose. It has a thickness between 100 ⁇ m and 300 ⁇ m. It is preferably glued to the structural support 220 over its entire length and its entire width.
  • the porous support 210 comprises at least one reading area 213, 214.
  • a reading area 213, 214 is a part of the porous support 210 configured to be able to measure a parameter there. For example, it may include the measuring reagent.
  • the upper part 20 is transparent at least above the reading area 213, 214.
  • the porous support 210 can comprise for example a first reading zone 213 to react with a measurement reagent, and a second reading zone 214, preferably separated from the first 213, to react with another measuring reagent. It can comprise more than two reading zones, for example three or four.
  • a "reading zone” is a zone of the permeable element 200 intended to be read, preferably optically. It can be for example the first, the second or all of the read zone(s).
  • the structural support 220 which is optional, is preferably waterproof. It is preferably made of polymer material. It has for example a thickness between 100 ⁇ m and 800 ⁇ m.
  • the structural support 220 is present, it is secured on the one hand to the upper part 20 and on the other hand to the porous support 210, above the reading zone 213, 214, and the structural support 220 and the upper part 20 are transparent above the reading area 213, 214.
  • the porous support 210 has two opposite ends.
  • the first end 210a is radially external. It is closer to the transfer chamber 140 than the second end 210.
  • the second end 210b is radially internal.
  • the permeable element 200 preferably comprises a first porous element 230 and fixed to the structural support 220.
  • the first element 230 is in contact with a first end 210a of the porous support 210. It protrudes radially outward from the first end 210a , and down.
  • the first element 230 serves as a reservoir making it possible to supply the permeable element 200 progressively, according to its absorption by capillarity. It may have a filtration function. It may comprise several parts, for example one of its parts could comprise a conjugate reagent.
  • the permeable element 200 preferably comprises a second porous element 240 fixed to the structural support 220.
  • the second porous element 240 makes it possible to absorb the liquid at the end of the element. permeable 200. It makes it possible to maintain the flow of liquid on the porous support 210 once the latter has been completely soaked.
  • the microfluidic device 100 preferably comprises a contrast enhancement element 159 located, in the detection chamber 150 and, at least below the reading zone 213, 214, between the lower part 10 and the porous support. 20.
  • the contrast enhancement element 159 is arranged to create contrast between the reading area 213, 214 and the image background when taking an image of the reading area 213, 214. reading through the structural support 220 and the upper part 20. It preferably has a reflectance of at least 20% at a wavelength between 450 and 600 nm. It is preferably fixed to the permeable element 200 via the first element 230 and second element 240. It can be a sheet.
  • FIG 4 is a very schematic view of a control device 500 according to one embodiment of the invention. It makes it possible to visualize the circumferential and radial positions of certain elements of the piloting device 500. FIGS. 4 to 7 make it possible to illustrate certain characteristics of the three aspects of the invention.
  • the steering device 500 includes a device slot 510 provided for placing the microfluidic device 100.
  • the microfluidic device 100 is preferably placed at the device slot 510 with the upper part 20 above the lower part 10.
  • the device slot 510 is arranged so as to rotate the microfluidic device 100 around an axis 501 of the steering device 500, which coincides with the axis 101 of the microfluidic device 100.
  • the device slot 510 comprises a detection zone 511 and a heating zone 512 offset circumferentially from each other.
  • at least part of the microfluidic device 100 for example the detection chamber 150, is movable between the detection zone 511 and the heating zone 512 by rotation around the axis 501 .
  • the control device 500 comprises a detection module 520 comprising a detector 521 designed to pick up electromagnetic radiation coming from the detection zone 511, and in particular from the reading zone 213, 214 when it is in the zone of detection 511.
  • Detector 521 preferably comprises a camera and/or a photographic sensor.
  • the sensing module 520 provides sensing information, which may include images and/or liquid position information.
  • the control device 500 is preferably configured so that the detector 521 is capable of verifying at least one of the following points:
  • the detection module 520 can also comprise an illumination element 522, for example a lamp, provided to illuminate the detection zone 511 in a wavelength interval perceptible by the detector 521 and suitable for observing, by The detector 521 changes in the permeable element 200, for example related to detection of the analyte.
  • the illumination wavelength range can be for example between 350 and 750 nm. It is possible that the wavelength interval emitted by the illumination element 522 is identical to that perceived by the detector 521, or is different from that perceived by the detector 521 (in fluorescence for example).
  • the control device 500 comprises a heating module 530 arranged to heat the heating zone 512.
  • the heating module 530 is preferentially offset circumferentially from the detection module 520.
  • the heating module 530 preferentially allows electromagnetic heating, preferably by radiation or induction. Heating by infrared radiation, for example at a wavelength between 700 nm and 100 miti, can for example be used. It is also possible to use electromagnetic induction heating, for example by incorporating metal balls in the plate 515 (visible in figure 5) or in the lower part 10.
  • the heating module 530 preferably comprises a plurality of heating elements 531 located at different radial distances from the axis 501 and/or offset circumferentially. They can be arranged in a T as illustrated in FIG. 4, but could be arranged in rectangles, crosses or in any other way while remaining within the scope of the present invention.
  • An arrangement of the heating elements 531 where they are more numerous above the inlet chamber 110 is preferred because the liquid, potentially cold when it is introduced (in particular if it is milk), is brought to a reference temperature in the inlet chamber 110, which requires high heating power. Then, during the steps in the other chambers 120, 130, 140, 150, 160, the temperature can be modified or maintained, but the temperature increase is less than in the entrance chamber 110.
  • the heating elements 531 can be controlled independently and/or in groups. Each radial line (or each circumferential line) of heating elements 531 can form a group. The distribution of the heating elements 531 into groups can also be controlled via the control unit 590. Each of the chambers 110, 120, 130, 140, 150, 160 can correspond to a group of heating elements 531.
  • a heating element 531 can to be in several groups. For example, it is possible for a heating element 531 to be in a first group which corresponds to the first reagent chamber 130 and to a second group which corresponds to the detection chamber 150.
  • the heating elements 531 can for example be diodes infrared.
  • the control device 500 is preferably provided so that different areas of the microfluidic device 100 can be heated to different temperatures.
  • first reagent chamber 130 may be heated to a first temperature and detection chamber 150 may be heated to a second temperature different from the first temperature.
  • the control device 500 preferably comprises a measurement module 540 arranged to measure a parameter, preferably a temperature, of the microfluidic device.
  • the device location 510 comprises for example a measurement zone 513 offset circumferentially from the zone of detection 511 and the heating zone 512, and the measurement module 540 being arranged to measure the parameter on the measurement zone 513.
  • the measurement module 540 is preferentially offset circumferentially from the detection module 520 and from the heating module 530.
  • the temperature measurement is preferably carried out by measuring the infrared emission, for example between 700 nm and 100 ⁇ m in wavelength.
  • the measurement module 540 provides temperature information, which can include a temperature as a function of a position in the measurement zone 513.
  • the pilot device 500 preferably the control unit 590, can then decide to heat more a position, via the heating module 530, if the temperature measured there is lower than a reference temperature. Similarly, if too low a temperature is measured on a track 102, the control device 500 can decide to bring this track 102 into the heating zone 512 to be heated there.
  • the measurement module 540 preferably comprises a plurality of measurement elements 541 located at different radial distances from the axis 501 and/or offset circumferentially. They can be arranged in a line as illustrated in FIG. 4, but could be arranged in a T, rectangle, cross or in any other way while remaining within the scope of the present invention. They can be controlled independently and/or in groups. Each radial line (or each circumferential line) of measuring element 541 can form a group. The distribution of the measuring elements 541 into groups can also be controlled via the control unit 590. Each of the chambers 110, 120, 130, 140, 150, 160 can correspond to a group of measuring element 541 . A measurement element 541 can be in several groups.
  • a measuring element 541 it is possible for a measuring element 541 to be in a first group which corresponds to the first reagent chamber 130 and, potentially after rotation, to a second group which corresponds to the detection chamber 150.
  • the measuring elements 541 are for example infrared detectors.
  • the microfluidic device 100 is rotating so that some of its elements pass from one zone to another, the microfluidic device 100 is preferably stopped during detection (preferably optical) by the module detection 520, heating by the heating module 530 and measurement (preferably of temperature) by the measurement module 540.
  • the control device 500 preferably comprises a control unit 590 configured for at least one of the following operations:
  • the 590 control unit is able to sequence all operations in a harmonious manner.
  • the control unit 590 may include a processor, a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), an array of programmable gates per field (FPGA), or the like, or any combination thereof, and may include discrete digital or analog circuit elements or electronic components, or combinations thereof. It is preferably configured to run one or more computer program(s) making it possible to implement any method of using the various aspects of the present invention.
  • the piloting device 500 can comprise a liquid introduction module 550, or filling module, comprising at least one opening 551 through which liquid can be introduced into the inlet chamber 110. It is also possible that the liquid is introduced into the inlet chamber 110 before being placed in the device location 510.
  • FIG. 5 is a very schematic vertical view of a detection system 1 according to one embodiment of the invention.
  • the detection system 1 comprises the microfluidic device 100 and the steering device 500.
  • the microfluidic device 100 is intended to be used only once and then be discarded, and the steering device 500 is intended to be reused.
  • the control device 500 comprises for example a hub 515 located in a drawer so as to be able to mechanically couple the microfluidic device 100 to the hub 515 when the drawer is open. When the drawer is closed, the hub 515 assumes a position such that the microfluidic device 100 is at the device location 510.
  • the hub 515 can be significantly narrower than illustrated in FIG. 5.
  • the device location 510 is preferably a space located lower than the modules 520, 530, 540, 550, as shown in Figure 5.
  • FIG. 6 is a top view to illustrate a possible arrangement of the modules 520, 530, 540 of the control device 500, different from the arrangement of Figure 4. Any other arrangement of the modules is possible, and a or several modules could be present several times while remaining within the scope of the present invention.
  • Figures 7a, 7b, 7c illustrate different orientations possibilities of the microfluidic device 100, and in particular of its first 102a, second 102b and third 102c microfluidic tracks, with respect to the positions of the modules 520, 530, 540 illustrated in FIG. 6.
  • the microfluidic device 100 passes from one orientation to the the other by a rotation controlled by the control unit 590, preferably by rotation of the hub 515.
  • FIG. 7a illustrates a first orientation 591 of the microfluidic device 100, in which at least the reading zone 213, 214 of the permeable element 200 of the detection chamber 150a of the first track 102a is in the detection zone 511 and is detectable by the detection module 520.
  • the preparation part 180a of the first track 102a is also, at least partly, in the detection zone 511 .
  • FIG. 7b illustrates a second orientation 592 of the microfluidic device 100 obtained by rotation with respect to FIG. 7a.
  • the reading zone 213, 214 of the permeable element 200 of the detection chamber 150a of the first track 102a is in the heating zone 512 and can be heated by the heating module 530.
  • the preparation part 180a of the first track 102a is also, at least partly, in the heating zone 512.
  • at least one of the following parts can be in the heating zone 512: the inlet chamber 110, and the first reagent chamber 130. Heating the liquid in the inlet chamber 110 makes it possible to standardize the temperature of the samples of liquid introduced. Heating the liquid in the first reagent chamber 130 facilitates the incubation of the analyte with the first reagent 130.
  • the reading zone 213, 214 of the permeable element 200 of the detection chamber 150b of the second track 102b is in the detection zone 511 and is detectable by the detection module. 520.
  • the preparation part 180b of the second track 102b is also, at least partly, in the detection zone 511 .
  • FIG. 7c illustrates a third orientation 593 of the microfluidic device 100 obtained by rotation with respect to FIG. 7b.
  • the third orientation 593 at least the reading zone 213, 214 of the permeable element 200 of the detection chamber 150a of the first track 102a is in the measurement zone 513 and its temperature can be measured by the measurement module 540.
  • the preparation part 180a of the first track 102a is also, at least partly, in the measurement zone 513.
  • at least one of the following parts can be in the measurement zone 513: the chamber of entry 110, the volume fixing chamber 120, and the first reagent chamber 130. Measuring the temperature makes it possible to adapt the heating carried out by the heating module in order to obtain a determined temperature in one of the chambers 110, 120, 130, 140, 150.
  • At least the reading zone 213, 214 of the permeable element 200 of the detection chamber 150b of the second track 102b is in the heating zone 512 and can be heated by the heating module 530.
  • the preparation part 180b of the second track 102b is also, at least partly, in the heating zone 512. .
  • At least the zone 213, 214 for reading the permeable element 200 of the detection chamber 150c of the third track 102c is in the zone of detection 511 and is detectable by the detection module 520.
  • the preparation part 180c of the third track 102c is also, at least partly, in the detection zone 511 .
  • Figures 7a, 7b, 7c show only three orientations, it is possible that there are more within the scope of the present invention. Furthermore, any intermediate orientation between the three illustrated orientations is possible within the scope of the present invention, for example to target one of the chambers.
  • Figures 8 to 12 illustrate in particular certain characteristics of the first aspect of the invention.
  • a microfluidic device 100 for manipulating a volume of liquid 2 according to the first aspect of the invention may have any of the characteristic(s) described in this document.
  • An assembly according to the first aspect of the invention comprises, in addition to the microfluidic device 100, a volume of liquid.
  • the liquid volume potentially includes an analyte.
  • FIGS 8a and 8b illustrate a possible arrangement of part of a microfluidic device according to the first aspect of the invention.
  • the microfluidic device preferably comprises, from upstream to downstream, a first upstream location 310, an upstream passage 311 which ends in an upstream valve 312, a first intermediate location 320 comprising a first function zone 350, a downstream passage 321 which ends in a downstream valve 322, and a downstream location 340.
  • the downstream valve 322 is preferably farther from the axis 101 than the upstream valve 312.
  • the upstream valve 312 has an opening condition (called first opening condition) which is satisfied when a pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the upstream valve 312 is greater than a capillary pressure exerted by the upstream valve 312 on the liquid. This occurs from a first angular velocity V1 because the pressure obtained by centrifugal force increases with the angular velocity.
  • the downstream valve 322 has an opening condition (called the second opening condition) which is satisfied when a pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the downstream valve 322 is greater than a capillary pressure exerted by the downstream valve 322 on the liquid, which occurs from a second angular velocity V2.
  • the microfluidic device is such that V2 is greater than or equal to V1 in order to be able to retain the volume of liquid, at least in part, in the intermediate location 320 for a first duration.
  • V2 is greater than or equal to V1 in order to be able to retain the volume of liquid, at least in part, in the intermediate location 320 for a first duration.
  • the first function can also be called first step, or intermediate step.
  • the first upstream location 310 can be configured for a second function which requires keeping the liquid there for a second period.
  • the second function can also be called second stage, or upstream stage.
  • the second function is therefore carried out before the first function on an upstream-downstream path.
  • the first and the second function are preferably different. They can be, for example: detection, fixing of the volume of liquid, heat treatment, chemical treatment, for example incubation with a reagent.
  • the microfluidic device comprises a permeable element 200 immobilizing a measurement reagent (for example a permeable element as described in relation to the second and/or third aspect(s) of the invention), and the first function is an incubation with a first reagent present in the first location intermediate 320. Heating may also be involved in the first and/or the second function, for example as described in relation to the third aspect of the present invention.
  • the locations are preferably located in chambers of a microfluidic device 100.
  • the first aspect of the invention can be implemented in several ways on a track 102 as described in particular in relation to FIG. 2.
  • the first upstream location 310 is in the inlet chamber 110
  • the first intermediate location 320 is in the volume attachment chamber 120
  • the downstream location 340 is in the first reagent chamber 130
  • the upstream valve 312 is the first valve 112
  • the downstream valve 322 is the second valve 122.
  • a second implementation of the first aspect of the invention (partially illustrated in FIG.
  • the first upstream location 310 is in the chamber volume attachment 120
  • the first intermediate location 320 is in the first reagent chamber 130
  • the downstream location 340 is in the transfer chamber 140
  • the valve upstream 312 is the second valve 122
  • the downstream valve 322 is the third valve 132.
  • the volume of liquid 2 is preferably that kept by the volume fixing chamber 120.
  • the volume of liquid 2 is blocked by the upstream valve 312.
  • FIG. 8b it is blocked by the downstream valve 322. downstream 321 .
  • FIGS. 8a, 8b, 9a, 9b make it possible to illustrate parameters which are listed in the table below, with a preferred value interval. 0/12 is the contact angle with the bottom wall and the sides, which are formed from the bottom part 10.
  • the liquid is milk
  • the lower part 10 is made of PMMA
  • the upper part 20 is an adhesive film based on acrylate.
  • 0 S1 0 52 ⁇ 115°.
  • the first opening condition is and the second opening condition is p is the density of the liquid and s is the surface tension of the liquid.
  • Figure 10 shows different steps of a method according to the first aspect of the invention.
  • the method includes the following steps. It is preferred that one step be completed before the next begins.
  • the volume of liquid 2 is positioned 410 upstream of the upstream valve 312 so as to be blocked by the upstream valve 312.
  • the microfluidic device is then accelerated 420 so that its angular velocity exceeds V1, and the volume of liquid 2 crosses the upstream valve 312. It arrives in the intermediate location 320 in which it is kept 430 during the first duration.
  • the first duration is preferably less than the lapse of time separating 420 and 440. It is blocked there by the downstream valve 322.
  • the microfluidic device is then accelerated 440 so that its angular velocity exceeds V2, and the volume of liquid 2 crosses the downstream valve 322.
  • the rotation of the microfluidic device is preferably controlled by a computer program running on the control unit 590.
  • Figure 11 is a top view of a valve 322 in one embodiment of the invention. This embodiment is particularly suitable for the downstream valve 322, but could also be used for the upstream valve 312.
  • the channel 321 has an inlet 321a which opens into the first intermediate location 320 and outlet 321b which forms the downstream valve 322 and opens into the downstream location 340.
  • the outlet 321b is radially more internal than the inlet 321a.
  • Figure 12 is a top view of part of a microfluidic device according to one embodiment of the first aspect of the invention. It illustrates an embodiment of the first aspect of the invention with a second intermediate location 330, and an additional valve 332.
  • the second intermediate location 330 is configured for a third function which requires maintaining the liquid there for a third term.
  • the third function can also be called third stage, or downstream stage.
  • the additional valve 332 has a third opening condition which is satisfied when a pressure obtained by centrifugal force exerted by the liquid on the additional valve 332 is greater than a capillary pressure exerted by the additional valve 332 on the liquid, which produced from a third angular velocity V3, the third angular velocity V3 being greater than or equal to the second angular velocity V2.
  • Figure 12 also illustrates another implementation of the first aspect of the invention with respect to the microfluidic track 112. It illustrates a possible arrangement of the locations 310, 320, 330, 340 with respect to the chambers 110, 120 , 130, 140 of the microfluidic track 102: the first upstream location 310 is in the inlet chamber 110, the first intermediate location 320 is in the volume fixing chamber 120, second intermediate location 330 is in the first reagent chamber 130, the downstream location 340 is in the transfer chamber 140, the upstream valve 312 is the first valve 112, the downstream valve 322 is the second valve 122, and the additional valve 332 is the third valve 132.
  • the first function comprises a fixing of the volume of the liquid, the second function comprises an introduction of liquid, the third function comprises an incubation with the first reagent.
  • FIG. 13 illustrates a method 600 combining the three aspects of the invention. Those skilled in the art will understand that the steps, although described as successive, can take place partly in parallel.
  • the microfluidic device 100 is manufactured.
  • Each lane 102 includes a permeable element 200 and a first reagent.
  • the permeable elements 200 can be identical or different.
  • the first reagent of each track 102 corresponds to the measurement reagent of the permeable element 200 of this track 102.
  • step 620 liquid comprising an analyte is introduced into the inlet chambers 110 of the different tracks microfluidic device 100. This can be the same liquid for all the tracks or different liquids.
  • the liquid may be at a low temperature, for example if it has been refrigerated.
  • the inlet chamber 110 of each track 102 then passes from the heating zone 512 to the measurement zone 513 until the temperature of the liquid there reaches a first threshold.
  • the entry chamber 110 of each track 102 passes into the detection zone 511 to verify the actual presence of a liquid. If no liquid is present, the 590 control unit can send an alert.
  • the microfluidic device 100 When the temperature of the liquid has reached the first threshold, the microfluidic device 100 is accelerated beyond the speed Vu 2 in order to open the first valve 112 and the liquid passes 630 into the volume fixing chamber 120. A volume of liquid is kept in the volume fixing chamber 120 and the surplus passes into the collection chamber 160. The volume fixing chamber 120 of each track 102 passes into the detection zone 511 to verify the effective presence of liquid. If no liquid is present, the 590 control unit can send an alert.
  • the microfluidic device 100 is accelerated beyond the speed V122 in order to open the second valve 122 and the liquid passes 640 into the first chamber. reagent 130.
  • the first reagent chamber 130 of each track 102 then passes from the heating zone 512 to the measurement zone 513 until the temperature of the liquid there reaches a second threshold.
  • the first reagent chamber 130 of each track 102 passes through the detection zone 511 to verify the actual presence of a liquid. If no liquid is present, the 590 control unit can send an alert.
  • the temperature of the liquid has reached the second threshold, the liquid is left in the first reagent chamber 130 for a time sufficient for incubation. analyte with the first reagent.
  • This duration is an example of the second duration, or third duration, mentioned in the description of the first aspect of the invention.
  • the microfluidic device 100 is then accelerated beyond the speed V132 in order to open the third valve 132 and the liquid passes 650 into the transfer chamber 140. Its temperature there is controlled by passages in the measurement zone. 513 and possibly increased by passages in the heating zone 512.
  • the liquid then arrives 660 in the detection chamber 150, at the radially outer end of the permeable element 200.
  • the detection chamber 150 of each track 102 then passes from the heating zone 512 to the measurement zone 513 until the temperature of the liquid and/or of the permeable element 200 reaches a third threshold there.
  • the detection chamber 150 of each track 102 passes through the detection zone 511 to verify the actual presence of a liquid and its progression in the permeable element 200.
  • a part of the liquid is preferentially absorbed by the first element 230 and progresses in the porous support 210 radially inwards.
  • control unit can send an alert if an unexpected event occurs, for example if one of the temperature thresholds cannot be reached on one of the tracks.
  • the invention relates in particular to a rotary microfluidic device 100 comprising two valves 312, 322 separated by an intermediate location 320 configured for a first function which requires maintaining the liquid therein for a first duration.
  • the microfluidic device 100 is such that the upstream valve 312 opens at a first speed and the downstream valve 322 opens at a second speed, greater than or equal to the first speed.
  • Microfluidic device 100 comprising:
  • a permeable element 200 comprising a porous support 210, the porous support 210 comprising a reading zone 213, 214,
  • a lower part 10 arranged to form, with the upper part 20, a detection chamber 150 in which the permeable element 200 is located; the porous support 210 being, at least above the reading area 213, 214, joined to the upper part 20 by a transparent junction and such that there is no free space between the area 213, 214 of reading and the upper part 20.
  • the chamber makes it possible to prevent the measurement carried out on the liquid from being influenced by the atmospheric conditions, for example by the level of humidity outside the microfluidic device.
  • the lower part and the upper part form a support for the microfluidic device.
  • the junction is located at least between the reading zone and a transparent part of the upper part. It may for example comprise a transparent adhesive.
  • the porous support has a first face and a second face separated by a thickness.
  • the upper part is preferably completely transparent. Preferably, it is more laterally extended than the permeable element.
  • the junction between the porous support and the upper part comprises a structural support for the permeable element.
  • the structural support is part of the permeable element and extends over the entire first side of the permeable element. It is preferably, at least above the reading zone, in direct contact with the upper part and with the porous support.
  • the structural support is transparent at least above the reading area. It is preferentially transparent everywhere. According to one embodiment, there is at least one free space between the lower part and the permeable element.
  • the lower part has a higher absorbance than that of the upper part at a wavelength between 700 nm and 100 ⁇ m. In other words, the lower part absorbs more radiation in that wavelength range than the upper part. This improves radiant heating.
  • the microfluidic device comprises, between the lower part and the porous support, at least below the reading zone, a contrast increase element having a reflectance of at least 20% at a wavelength between 350 and 750 nm. This improves the reading of the permeable element, especially if the lower part is dark.
  • the detection chamber comprises, in length and successively, a first part, a second part and a third part, the second part being wider than the first part and than the third part, the second part housing the reading area.
  • This enlargement makes it possible to avoid the edge effects linked to capillarity in the permeable element.
  • Its width also allows the algorithm performing the reading of the permeable element to easily locate the reading zone.
  • the width preferably extends as a circumferential direction if the microfluidic device is circular.
  • the microfluidic device is arranged to rotate around an axis, and in which the permeable element is of elongated shape and is arranged radially. The radial arrangement makes it easy to place a plurality of microfluidic tracks on the microfluidic device. The rotation makes it possible to control, at least partially, the displacement of the liquid in the tracks.
  • the invention further proposes a detection system comprising a microfluidic device according to the invention, and a control device comprising:
  • a detector arranged to pick up electromagnetic radiation coming from the reading zone when the microfluidic device is located at the device location so that the reading zone is in the detection zone.
  • the detection zone is a volume, preferably fixed with respect to the detector, and in which the detector can carry out detection.
  • the device slot comprises a heating zone encompassing at least part of the microfluidic device when the microfluidic device is located at the device slot; and the control device comprises a heating module arranged to heat the heating zone.
  • the heating zone is a volume, preferably fixed with respect to the heating module, and in which the heating module can heat.
  • the heating module allows heating by electromagnetic waves, preferably by radiation or induction.
  • the detection system is provided for rotating the microfluidic device around an axis, the heating module comprising a plurality of heating elements located at different radial distances from the axis and/ or offset circumferentially. This makes it possible to heat different parts of the microfluidic device, for example different chambers located at different radial distances and/or circumferentially offset.
  • control device is configured to control the heating elements in groups and/or independently of each other. This makes it possible to choose which parts of the microfluidic device, for example which chambers, are heated.
  • the invention further provides a method of using a microfluidic device, in which:
  • said modification of the reading area is detected via electromagnetic radiation having passed through the junction and the upper part above the reading area.
  • the method preferably comprises heating the read zone. It can be carried out with a microfluidic device having characteristics originating from any embodiment of the invention.
  • the reading zone comprises a measurement reagent
  • the modification of the reading zone is produced by a reaction of at least one of the reagents of the liquid with the measurement reagent.
  • the invention further proposes a method for manufacturing a microfluidic device, in which:
  • the lower part, the upper part, and the permeable element are assembled, so that the lower part and the upper part form a detection chamber housing the permeable element, so that at least above the reading zone, the permeable element and the upper part are joined: by a transparent junction and such that there is no free space between the reading zone and the upper part, and so that the upper part is transparent at least above the reading area.
  • the permeable element is placed on the lower part of the microfluidic device and the upper part is laminated above.
  • the invention relates to a microfluidic device 100 comprising a permeable element 200 fixed to the upper part 20 of the microfluidic device so as to be able to be read through said upper part 20 and without that there is no space between the porous support 210 and said upper part 20 which would be likely to accommodate condensation.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif microfluidique (100) rotatif comprenant deux valves (312, 322) séparées par une localisation intermédiaire (320) configurée pour une première fonction qui nécessite d'y maintenir le liquide pendant une première durée. Le dispositif microfluidique (100) est tel que la valve amont (312) s'ouvre à une première vitesse et la valve aval (322) s'ouvre à une deuxième vitesse, supérieure ou égale à la première vitesse. Ainsi, il est possible de maintenir le liquide dans la localisation intermédiaire (320) pendant une première durée en contrôlant la vitesse de rotation du dispositif microfluidique (100) rotatif.

Description

Dispositif microfluidique rotatif
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne notamment un dispositif microfluidique rotatif et une méthode d’utilisation dudit dispositif microfluidique rotatif. En particulier, un premier aspect de l’invention concerne une piste microfluidique du dispositif microfluidique rotatif, et un deuxième aspect de l’invention concerne un élément perméable et une partie supérieure du dispositif microfluidique rotatif.
Art antérieur
[0002] Un disque microfluidique rotatif comprenant une piste microfluidique est connu de l’art antérieur. [0003] Le document DE102018212930 B3 décrit un dispositif rotatif destiné à conduire un liquide à travers un élément perméable. Un problème de ce dispositif est qu’il n’est pas possible de vérifier si l’élément perméable a reçu suffisamment de liquide. On peut donc se retrouver avec des résultats erronés.
[0004] Le document EP 2715357A1 décrit un système microfluidique rotatif permettant le traitement d'échantillons biologiques.
[0005] Le document WO 2017/027384A1 décrit un disque microfluidique ayant au moins un canal microfluidique s'étendant radialement vers l'extérieur depuis le centre du disque.
[0006] Le document US6632399B1 décrit une plate-forme microfluidique rotative utilisant la force centripète pour le mouvement de fluide à travers des canaux intégrés dans la plate-forme.
[0007] Le document US2003/215358A1 décrit un dispositif multicouche permettant de détecter une substance à analyser et comprenant une première couche absorbante destinée à recevoir un échantillon, une seconde couche absorbante destinée à recevoir et à absorber une partie de l'échantillon provenant de la première couche et une couche perméable aux liquides qui est disposée entre la première couche absorbante et la seconde couche absorbante et qui fait office d'adhésif maintenant les couches ensemble.
Résumé de l’invention
[0008] Un objet de l’invention est une mesure de détection de la présence, et éventuellement de quantité, d’un analyte dans un liquide par réaction de l’analyte et/ou du liquide avec un réactif de mesure de l’élément perméable.
[0009] Selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif microfluidique pour manipuler un volume de liquide, prévu pour tourner d’autour d’un axe et comprenant au moins une piste microfluidique ayant:
• une première localisation amont,
• une localisation aval formant une chambre de détection dans laquelle est situé un élément perméable comprenant un réactif de mesure ; caractérisé en ce que chaque piste microfluidique comprend, de l’amont vers l’aval entre la première localisation amont et la localisation aval :
• une valve amont ayant une première condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve amont est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve amont sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une première vitesse angulaire (V1),
• une première localisation intermédiaire configurée pour une première fonction qui nécessite de maintenir au moins une partie du liquide pendant une première durée dans la première localisation intermédiaire, la première localisation intermédiaire comprenant une chambre de fixation de volume telle que la première fonction comprend une fixation du volume de liquide à l’aide d’une chambre de collecte, et
• une valve aval ayant une deuxième condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve aval est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve aval sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une deuxième vitesse angulaire (V2), la deuxième vitesse angulaire (V2) étant supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1).
[0010] Le dispositif microfluidique selon l’invention permet de vérifier si suffisamment de liquide a été fourni : si la chambre de collecte est vide, c’est qu’il n’y a pas eu assez de liquide fourni et qu’il y a donc un risque d’erreur dans le résultat du test, en particulier pour un test par compétition indirecte. Pour ce faire, le dispositif microfluidique selon l’invention réalise un lâchage séquentiel des valves. Ainsi, entre la première et la deuxième vitesses angulaires, la valve amont s’ouvre alors que la valve aval reste fermée, et au-delà de la deuxième vitesse angulaire, les deux valves sont ouvertes. Le liquide peut donc avancer progressivement dans une piste microfluidique, et notamment le volume de liquide peut être fixé (c’est-à- dire déterminé) entre la valve amont et la valve aval.
[0011] Le dispositif microfluidique comprend préférentiellement une pluralité de pistes microfluidiques. Elles ont préférentiellement des formes identiques. Le réactif de mesure et/ou le premier réactif peut différer entre les pistes du dispositif. [0012] La première durée est préférentiellement entre 1 ms et 10 heures, plus préférentiellement entre 10 ms et 1 heure.
[0013] Le volume de liquide en excès par rapport à la chambre de fixation de volume s’écoule dans la chambre de collecte. La chambre de collecte est prévue pour pouvoir y détecter la présence du liquide, soit par un utilisateur, soit par un dispositif de capture d’images. En cas d’absence de liquide, le résultat de la lecture de l’élément perméable de cette piste microfluidique ne sera pas pris en compte.
[0014] Le dispositif microfluidique selon l’invention pourrait être utilisé dans de nombreuses applications, notamment des tests immunologiques, des méthodes d’amplification de fragments nucléiques de type PCR ou LAMP (isothermiques ou non), ..., des réactions chimiques, des réactions de mélange, de décantation, de dissolution, ...
[0015] La première fonction peut en outre comprendre au moins une des fonctions suivantes ou une combinaison de plusieurs de ces fonctions : une détection, un traitement thermique, un traitement chimique et/ou physique, une attente.
[0016] Selon un mode de réalisation, la chambre de détection comprend, en longueur et successivement, une première partie, une deuxième partie et une troisième partie, la deuxième partie étant plus large que la première partie et que la troisième partie, la deuxième partie logeant une zone de lecture de l’élément perméable. La zone de lecture comprend préférentiellement un réactif de mesure. Cet élargissement permet d’éviter les effets de bords liés à la capillarité dans l’élément perméable. Sa largeur permet en outre à l’algorithme réalisant la lecture de l’élément perméable de facilement repérer la zone de lecture. La largeur s’étend préférentiellement comme une direction circonférentielle si le dispositif microfluidique est circulaire. [0017] Selon un mode de réalisation, au moins une de la première localisation amont, la chambre de détection, et la chambre de fixation de volume est formée d’une partie inférieure et d’une partie supérieure telles que la partie inférieure a une absorbance supérieure à celle de la partie supérieure à une longueur d’onde entre 700 nm et 100 pm. Il en est de même pour la première localisation amont, et potentiellement toute chambre du dispositif microfluidique. En d’autres termes, la partie inférieure absorbe plus de rayonnement dans cet intervalle de longueur d’onde que la partie supérieure. Cela permet d’améliorer le chauffage par rayonnement.
[0018] Selon un mode de réalisation, la première fonction comprend une incubation avec un premier réactif présent dans la première localisation intermédiaire, le réactif de mesure étant prévu pour réagir avec un liquide comprenant le premier réactif. Cela permet de contrôler la durée de l’incubation. Le dispositif est ainsi prévu pour une réaction sur l’élément perméable, par exemple une réaction immunologique, entre l’analyte et le réactif de mesure, ou entre le premier réactif et le réactif de mesure. La première localisation intermédiaire peut comprendre, outre la chambre de fixation de volume, une chambre de premier réactif comprenant le premier réactif.
[0019] Selon un mode de réalisation, la première localisation amont est configurée pour une deuxième fonction qui nécessite d’y maintenir au moins une partie du liquide pendant une deuxième durée. Elle forme de préférence une chambre d’entrée du liquide par laquelle un liquide peut être introduit dans le dispositif microfluidique.
[0020] Selon un mode de réalisation, la deuxième fonction comprend au moins une des fonctions suivantes, ou une combinaison de plusieurs de ces fonctions : une détection, une fixation du volume de liquide, un traitement thermique, un traitement chimique et/ou physique. Par exemple, la deuxième fonction peut comprendre une détection de la présence de liquide dans la première localisation amont.
[0021] Selon un mode de réalisation, la deuxième fonction est différente de la première fonction.
[0022] Selon un mode de réalisation, la valve aval est radialement plus externe que la valve amont. Cela permet de centraliser l’introduction du liquide et de faire avancer le liquide grâce à la force centrifuge, mais rend la conception des valves avec lâchage séquentiel plus compliquées.
[0023] Selon un mode de réalisation, la première condition d’ouverture est
Figure imgf000005_0001
où p est la densité du liquide, V1 est la première vitesse angulaire, R!1 est la distance radiale entre l’axe et une paroi radialement interne du volume de liquide bloqué par la valve amont (312), RE1 est la distance radiale entre l’axe et la valve amont, RE1 > R , s est la tension de surface du liquide, QE est l’angle de contact entre le liquide et une partie supérieure du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve amont, 0 est l’angle de contact entre le liquide et une partie inférieure du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve amont, QE1 +
Figure imgf000006_0001
> 90° , t^est la hauteur de la valve amont, et W1 est la hauteur de la valve amont ; et la deuxième condition d’ouverture est
Figure imgf000006_0002
où V2 est la première vitesse angulaire, RI2 est la distance radiale entre l’axe et une paroi radialement interne du volume de liquide bloqué par la valve aval, RE2 est la distance radiale entre l’axe et la valve aval, RE2 > R U * RS2 est l’angle de contact entre le liquide et la partie supérieure (20) du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve aval, q12 est l’angle de contact entre le liquide et la partie inférieure du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve aval, q}2 + 0f2 > 90°, H2est la hauteur de la valve aval, et W2 est la hauteur de la valve aval.
[0024] Ces équations permettent de choisir des paramètres adéquats pour les positions et dimensions des valves du dispositif microfluidique. A partir de ces équations, il est possible de voir que la condition « V2 est supérieure ou égale à V1 » ne dépend ni de p, ni de s.
[0025] Selon un mode de réalisation, les valves amont et aval sont à une distance entre 10 et 150 mm de l’axe. En effet, une distance à l’axe trop petite est peu pratique pour intégrer un trou dans le dispositif microfluidique afin qu’un arbre l’entraine en rotation, et une distance à l’axe trop grande donne des contraintes importantes sur le design de la première localisation intermédiaire et la première partie amont. [0026] Selon un mode de réalisation, chaque piste microfluidique comprend un canal reliant une entrée à une sortie, l’entrée connectant le canal à la première localisation intermédiaire, la sortie formant la valve aval, la sortie étant radialement plus interne que l’entrée. La sortie du canal est en aval de l’entrée du canal. En d’autres termes, le canal permet de ramener le liquide à une distance radiale plus faible, ce qui permet de diminuer la pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve aval.
[0027] Selon un mode de réalisation, chaque piste microfluidique comprend en aval de la valve aval, une deuxième localisation intermédiaire configurée pour une troisième fonction qui nécessite d’y maintenir au moins une partie du liquide pendant une troisième durée, et en aval de la deuxième localisation intermédiaire, une valve supplémentaire ayant une troisième condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve supplémentaire est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve supplémentaire sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une troisième vitesse angulaire (V3), la troisième vitesse angulaire (V3) étant supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2). La troisième condition d’ouverture est préférentiellement :
Figure imgf000006_0003
où V3 est la troisième vitesse angulaire, RI3 est la distance radiale entre l’axe et une paroi radialement interne du volume de liquide bloqué par la valve supplémentaire, RE3 est la distance radiale entre l’axe et la valve supplémentaire, RE3 > RI3, 0S3 est l’angle de contact entre le liquide et la partie supérieure du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve supplémentaire, QI3 est l’angle de contact entre le liquide et la partie inférieure du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve supplémentaire, 0f3 + q > 90°, H3est la hauteur de la valve supplémentaire, et W3 est la hauteur de la valve supplémentaire.
[0028] L’invention propose en outre un ensemble comprenant le volume de liquide et un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation. Le volume de liquide est tel qu’au moins une partie du liquide est dans la première localisation intermédiaire lorsque le volume de liquide est bloqué par la valve aval. [0029] L’invention propose en outre un système de détection comprenant un dispositif microfluidique selon l’invention et un dispositif de pilotage comprenant un module de chauffage agencé pour chauffer la première localisation amont et/ou la première localisation intermédiaire et/ou la chambre de détection.
[0030] L’invention propose en outre une méthode de manipulation d’un volume de liquide à l’aide d’un dispositif microfluidique, la méthode comprenant, chronologiquement, les étapes suivantes :
• fournir le volume de liquide en amont de la valve amont de l’au moins une piste microfluidique,
• faire tourner le dispositif microfluidique autour de l’axe à une vitesse supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1 ) et inférieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide traverse la valve amont et soit bloqué par la valve aval, de sorte qu’au moins une partie du volume de liquide soit présent dans la localisation intermédiaire, et y soit maintenu pendant la première durée, et
• faire tourner le dispositif microfluidique autour de l’axe à une vitesse supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide traverse la valve aval.
[0031] Selon un mode de réalisation, l’au moins une partie du volume de liquide est chauffée, pendant la première durée, lorsqu’elle est dans la localisation intermédiaire. Cela permet de maintenir le liquide dans la localisation intermédiaire pendant qu’il est chauffé.
[0032] Selon un mode de réalisation, le volume de liquide est chauffé lorsqu’il est dans la première localisation amont, préférentiellement pendant la deuxième durée.
[0033] L’invention propose en outre un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent une unité de contrôle d’un système de détection comprenant un dispositif microfluidique comprenant un volume de liquide dans la première localisation amont à :
• faire tourner le dispositif microfluidique autour de l’axe à une vitesse supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1 ) et inférieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide traverse la valve amont et soit bloqué par la valve aval, de sorte qu’au moins une partie du volume de liquide soit présent dans la localisation intermédiaire, et y soit maintenu pendant la première durée, et
• faire tourner le dispositif microfluidique autour de l’axe à une vitesse supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide traverse la valve aval.
[0034] Le programme d’ordinateur permet aussi, préférentiellement, de chauffer au moins certaines parties du le dispositif microfluidique. En particulier, selon un mode de réalisation, il comprend des instructions qui conduisent ladite unité de contrôle à faire chauffer le volume de liquide lorsqu’il est dans la première localisation amont.
[0035] Le présent document décrit trois aspects d’une invention. Un premier aspect concerne un dispositif microfluidique comprenant une piste microfluidique incluant une valve amont, une localisation intermédiaire, et une valve aval. Un deuxième aspect concerne un dispositif microfluidique comprenant un élément perméable et une partie supérieure. Un troisième aspect concerne un dispositif de pilotage prévu pour recevoir un dispositif microfluidique et comprenant plusieurs modules ayant des fonctions différentes. Les caractéristiques des différents aspects sont combinables entre elles. Le mode de réalisation préféré de l’invention combine des caractéristiques des trois aspects.
Brève description des figures
[0036] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles
- la figure 1 a est une vue du dessus d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation de l’invention, illustrant notamment des pistes microfluidiques,
- la figure 1 b est une vue en coupe verticale selon la ligne Ib de la figure 1 a,
- la figure 2 est une vue du dessus d’une quelconque des pistes d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 3 est une vue en coupe verticale illustrant notamment une chambre de détection selon un mode de réalisation de l’invention, elle permet d’illustrer notamment le deuxième aspect de l’invention,
- la figure 4 permet d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des éléments d’un dispositif de pilotage selon un mode de réalisation de l’invention, elle permet d’illustrer notamment le troisième aspect de l’invention,
- la figure 5 permet d’illustrer, très schématiquement et selon une vue verticale, des éléments d’un dispositif de pilotage et d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation de l’invention,
- la figure 6 permet d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des modules d’un dispositif de pilotage selon un mode de réalisation de l’invention,
- les figures 7a, 7b, 7c permettent d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des orientations d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation de l’invention par rapport aux modules représentés à la figure 6,
- les figures 8a et 8b permettent d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des éléments d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention,
- les figures 9a et 9b permettent d’illustrer, très schématiquement et selon une coupe verticale, des éléments d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention,
- la figure 10 est un organigramme d’une méthode selon le premier aspect de l’invention,
- la figure 11 permet d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des éléments d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention, - la figure 12 permet d’illustrer, très schématiquement et selon une vue horizontale, des éléments d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention, et
- la figure 13 est un organigramme d’une méthode comprenant des caractéristiques issues des trois aspects de l’invention décrits ci-après.
Modes de réalisation de l’invention
[0037] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n’est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants. En outre, les fonctions décrites peuvent être réalisées par d’autres structures que celles décrites dans le présent document.
[0038] Dans le contexte du présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments.
[0039] Sur les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références.
[0040] Dans le cadre du présent document, un « analyte » est une substance ou un produit chimique, par exemple une molécule biologique. Il peut comprendre au moins un des éléments suivants : un ou plusieurs groupements fonctionnels (antigènes notamment), molécules, particules, macromolécules, l’ADN, l’ARN, antibiotiques, hormones, toxines, molécules endogènes ou exogènes à la matrice testée, cellules, bactéries, virus, mycotoxines, médicaments vétérinaires et/ou humains, pesticides, hormones, anticorps ...
[0041] Dans le cadre du présent document, un « liquide » est préférentiellement un liquide aqueux ou une préparation liquide aqueuse, par exemple du sang, du lait, de l’urine, de la salive, des larmes, tout autre liquide physiologique, des eaux de pluie, de piscine, de surface, de rivières ou d’évacuation . Le liquide peut être comestible et/ou prévu pour être utilisé dans le domaine agro-alimentaire. Il peut comprendre une matrice alimentaire. Sa composition peut varier au fur et à mesure qu’il progresse dans le dispositif microfluidique.
[0042] L’invention peut être utilisée notamment dans le cadre d’une mesure de détection de la présence, et éventuellement de quantité, d’un analyte dans un liquide, et/ou dans le cadre de mesure de paramètres physiques et/ou chimiques d’un liquide, par exemple sa viscosité.
[0043] Dans le cadre du présent document, l’adjectif « transparent » signifie laissant passer de la lumière au moins dans l’intervalle 350 à 750 nm.
[0044] La figure 1 a est une vue du dessus d’un dispositif microfluidique 100 selon un mode de réalisation possible de l’invention. Le dispositif microfluidique 100 comprend un support 105, préférentiellement de forme circulaire, et agencé pour tourner autour d’un axe 101 , et un élément perméable 200 (visible figure 2 notamment). L’élément perméable 200 est configuré pour qu’un liquide puisse y progresser par capillarité. Il est préférentiellement formé d’une tigette, par exemple de la tigette décrite dans WO2019/068806.
[0045] Le dispositif microfluidique 100 comprend préférentiellement une pluralité de pistes 102a à 102f microfluidiques réparties de façon circonférentielle, et qui seront désignées de façon générale par la référence 102. Les pistes 102 sont préférentiellement identiques, mais pourraient être différentes tout en restant dans le cadre de l’invention. La figure 1a illustre aussi une direction radiale 103, et une direction circonférentielle 104, perpendiculaire à la direction radiale 103. La hauteur 106 (visible figure 3) est la direction de l’axe 101. L’épaisseur des constituants de l’élément perméable 200, notamment du support poreux 210, est mesurée parallèlement à la hauteur 106.
[0046] La figure 1 b est une vue en coupe du support 105, au niveau de la ligne Ib de la figure 1 a. Le support 105 comprend préférentiellement une partie inférieure 10, et une partie supérieure 20. La partie inférieure 10 comprend des creux 11 qui forment les pistes 102, les creux étant séparés par des saillies 12. La partie supérieure 20 est préférentiellement plane. La partie supérieure 20 forme un couvercle sur au moins une partie des creux 11 et est collée sur les saillies 12. La partie supérieure 20 est transparente au moins par endroits, de préférence partout. La partie supérieure 20 peut comprendre un adhésif sur sa surface inférieure, lui permettant d’adhérer à la partie inférieure 10. La partie inférieure 10 et la partie supérieure 20 sont préférentiellement des pièces différentes fixées ensemble. Elles peuvent être dans des matériaux différents. La partie inférieure 10 est prévue pour absorber plus de rayonnement électromagnétique dans l’intervalle entre 700 nm et 100 pm que la partie supérieure 20. Elle a préférentiellement une réflectance inférieure à 10% entre 700 nm et 100 pm. La partie supérieure 20 est préférentiellement située au-dessus de la partie inférieure 10.
[0047] La figure 2 est un agrandissement sur une des pistes 102. Chaque piste 102 comprend une pluralité de chambres et de passages de façon à former un trajet fluidique amont-aval. Dans un mode de réalisation de l’invention, chaque piste 102 comprend, depuis l’amont vers l’aval : une chambre d’entrée 110, un premier passage 111 , une chambre de fixation de volume 120, un deuxième passage 121 , une chambre de premier réactif 130, un troisième passage 131 , une chambre de transfert 140 et une chambre de détection 150. Chacune des chambres d’entrée 110, de fixation de volume 120, de premier réactif 130 et de transfert 140 peut être appelée « chambre de préparation ». En outre, chaque piste 102 comprend une chambre de collecte 160 communiquant avec le premier passage 111 par un passage de collecte 161 . Chaque piste 102 comprend aussi une pluralité d’évents 170.
[0048] Le premier passage 111 comprend une première valve 112 ayant préférentiellement une condition d’ouverture qui fait qu’elle s’ouvre à partir d’une vitesse angulaire V112. Le deuxième passage 121 comprend une deuxième valve 122 ayant préférentiellement une condition d’ouverture qui fait qu’elle s’ouvre à partir d’une vitesse angulaire V122. Le troisième passage 131 comprend une troisième valve 132 ayant préférentiellement une condition d’ouverture qui fait qu’elle s’ouvre à partir d’une vitesse angulaire V132. Le dispositif microfluidique 100 est de préférence prévu pour que V132 ³ V122 ³ V112. Cela permet de contrôler la durée que le liquide passe dans la chambre d’entrée 110, dans la chambre de fixation de volume 120, et dans la chambre de premier réactif 130, en contrôlant la vitesse angulaire du dispositif microfluidique 100. [0049] La partie des pistes 102 permettant de préparer le liquide avant son entrée dans l’élément perméable 200 peut être appelée partie de préparation 180. Chaque piste 102 comprend une partie de préparation 180 et une chambre de détection 150. La partie de préparation 180 fait progresser le liquide radialement vers l’extérieur. La vitesse de la progression y est contrôlée par un premier type de déplacement fluidique, c’est-à-dire par la vitesse de rotation du dispositif microfluidique 100. La chambre de détection 150 fait progresser le liquide radialement vers l’intérieur. La vitesse de la progression y est notamment contrôlée par un deuxième type de déplacement fluidique, c’est-à-dire par la capillarité de l’élément perméable 200. Le dispositif microfluidique 100 est préférentiellement à l’arrêt lors de la migration du liquide dans l’élément perméable 200. Cependant, il est possible, tout en restant dans le cadre de l’invention que la rotation du disque soit utilisée lors du déplacement du liquide dans l’élément perméable 200, par exemple afin de ralentir ce déplacement.
[0050] La chambre d’entrée 110 permet d’introduire un liquide comprenant potentiellement un analyte. La chambre de fixation de volume 120 permet de fixer le volume de liquide qui partira vers la chambre de premier réactif 130, le volume en excès allant vers la chambre de collecte 160. La chambre de premier réactif 130 comprend un premier réactif. La chambre de transfert 140 sert à amener le liquide à l’extrémité de la chambre de détection 150 où il est absorbé, au moins partiellement par l’élément perméable 200 qui comprend préférentiellement un réactif de mesure.
[0051] Le premier réactif peut comprendre un ou plusieurs composés chimiques et/ou biochimiques. Le premier réactif peut être présent dans un tampon 800, et/ou séché sur un contenant et/ou sur un filtre poreux, et/ou posé sur le fond de la cavité 330 à l’état liquide ou solide. Il peut être présent sur l’élément perméable 200, en amont du réactif de mesure. Dans ce cas, la chambre de premier réactif 130 est préférentiellement omise de la piste 102. Le premier réactif est potentiellement marqué de façon à être détectable optiquement. Par exemple, il peut être détectable par fluorescence et/ou comprendre des nanoparticules de métal (or, argent, ...), de polymère (latex, cellulose,...), et/ou des nanoparticules magnétiques.
[0052] Le réactif de mesure est prévu pour réagir avec le premier réactif. Dans un premier type de test immunologique, le réactif de mesure est prévu pour entrer en compétition avec l’analyte et avec le premier réactif par compétition directe du réactif de mesure avec l’analyte et le premier réactif, de façon à réaliser un test immunologique par compétition directe entre l’analyte et le premier réactif. Par exemple, l’analyte, s’il est présent dans le liquide, comprend un premier antigène, le premier réactif comprend un deuxième antigène, marqué, et le réactif de mesure comprend un anticorps capable de fixer le premier et le deuxième antigènes. Dans un deuxième type de test immunologique, le premier réactif est prévu pour réagir avec l’analyte et avec le réactif de mesure de façon à réaliser un test immunologique par compétition indirecte entre l’analyte et le réactif de mesure. Par exemple, l’analyte, s’il est présent dans le liquide, comprend un premier antigène, le réactif de mesure comprend un deuxième antigène, et le premier réactif comprend un anticorps marqué capable de fixer le premier et le deuxième antigènes. Dans un troisième type de test immunologique, le réactif de mesure et le premier réactif sont prévus pour réagir avec l’analyte de façon à réaliser un test immunologique en sandwich dans lequel l’analyte est fixé par le réactif de mesure et est marqué par le premier réactif.
[0053] La chambre de détection 150 est allongée radialement, de façon à ce que l’élément perméable 200 soit disposé radialement. La chambre de détection 150 comprend préférentiellement, successivement, une première partie 151 , une deuxième partie 152 et une troisième partie 153. La deuxième partie 152 est plus large, circonférentiellement, que la première partie 151 et que la troisième partie 153. Une zone 213, 214 de lecture du support poreux 210 de l’élément perméable 200, telle que décrite dans le cadre du présent document, est préférentiellement située dans la deuxième partie 152. [0054] La figure 3 est une vue en coupe de l’agencement possible de l’élément perméable 200 dans la chambre de détection 150. La figure 3 permet d’illustrer notamment certaines caractéristiques du deuxième aspect de l’invention. L’entrée fluidique de l’élément perméable 200 est à son extrémité radialement externe. L’élément perméable 200 comprend un support poreux 210, de préférence en nitrocellulose, incluant le réactif de mesure. Le support poreux 210 a une première face 211 et une deuxième face 212 séparées par une épaisseur. Il est de préférence une membrane. La première face 211 est préférentiellement fixée, par exemple collée, à un support structurel 220, qui est transparent au moins par endroits et de préférence partout. Dans un mode de réalisation non-illustré du deuxième aspect de l’invention, la première face 211 est directement jointe à la partie supérieure 20. Il existe préférentiellement au moins un espace libre entre la partie inférieure 10 et l’élément perméable 200.
[0055] Le support poreux 210 est préférentiellement en nitrocellulose. Il a une épaisseur entre 100 pm et 300 pm. Il est préférentiellement collé sur le support structurel 220 sur toute sa longueur et toute sa largeur. [0056] Le support poreux 210 comprend au moins une zone de lecture 213, 214. Dans le cadre du présent document, une zone de lecture 213, 214 est une partie du support poreux 210 configurée pour pouvoir y mesurer un paramètre. Par exemple, elle peut comprendre le réactif de mesure. La partie supérieure 20 est transparente au moins au-dessus de la zone 213, 214 de lecture.
[0057] Le support poreux 210 peut comprendre par exemple une première zone de lecture 213 pour réagir avec un réactif de mesure, et une deuxième zone de lecture 214, préférentiellement séparée de la première 213, pour réagir avec un autre réactif de mesure. Il peut comprendre plus de deux zones de lecture, par exemple trois ou quatre. Dans le cadre du présent document, une « zone de lecture » est une zone de l’élément perméable 200 prévue pour être lue, de préférence optiquement. Elle peut être par exemple la première, la deuxième ou l’ensemble des zone(s) de lecture.
[0058] Le support structurel 220, qui est optionnel, est de préférence imperméable. Il est préférentiellement en matériau polymère. Il a par exemple une épaisseur entre 100 pm et 800 pm.
[0059] Si le support structurel 220 est présent, il est solidaire d’une part de la partie supérieure 20 et d’autre part du support poreux 210, au-dessus de la zone 213, 214 de lecture, et le support structurel 220 et la partie supérieure 20 sont transparents au-dessus de la zone 213, 214 de lecture.
[0060] Le support poreux 210 a deux extrémités opposées. La première extrémité 210a est radialement externe. Elle est plus proche de la chambre de transfert 140 que la deuxième extrémité 210. La deuxième extrémité 210b est radialement interne.
[0061] L’élément perméable 200 comprend préférentiellement un premier élément 230 poreux et fixé au support structurel 220. Le premier élément 230 est en contact avec une première extrémité 210a du support poreux 210. Il dépasse la première extrémité 210a radialement vers l’extérieur, et vers le bas. Le premier élément 230 sert de réservoir permettant d’alimenter l’élément perméable 200 progressivement, en fonction de son absorption par capillarité. Il peut avoir une fonction de filtration. Il peut comprendre plusieurs parties, par exemple une de ses parties pourrait comprendre un réactif conjugué.
[0062] L’élément perméable 200 comprend préférentiellement un deuxième élément 240 poreux fixé au support structurel 220. Le deuxième élément 240 poreux permet d’absorber le liquide à la fin de l’élément perméable 200. Il permet de maintenir le flux de liquide sur le support poreux 210 une fois que celui-ci a été complètement imbibé.
[0063] Le dispositif microfluidique 100 comprend préférentiellement un élément d’augmentation de contraste 159 situé, dans la chambre de détection 150 et, au moins en-dessous de la zone 213, 214 de lecture, entre la partie inférieure 10 et le support poreux 20. L’élément d’augmentation de contraste 159 est agencé pour créer un contraste entre la zone 213, 214 de lecture et l’arrière-plan de l’image lors de la prise d’une image de la zone 213, 214 de lecture à travers le support structurel 220 et la partie supérieure 20. Il a préférentiellement une réflectance d’au moins 20% à une longueur d’onde entre 450 et 600 nm. Il est préférentiellement fixé à l’élément perméable 200 via les premier élément 230 et deuxième élément 240. Il peut être une feuille.
[0064] La figure 4 est une vue très schématique d’un dispositif de pilotage 500 selon un mode de réalisation de l’invention. Elle permet de visualiser les positions circonférentielles et radiales de certains éléments du dispositif de pilotage 500. Les figures 4 à 7 permettent d’illustrer certaines caractéristiques des trois aspects de l’invention.
[0065] Le dispositif de pilotage 500 comprend un emplacement de dispositif 510 prévu pour placer le dispositif microfluidique 100. Le dispositif microfluidique 100 est préférentiellement placé à l’emplacement de dispositif 510 avec la partie supérieure 20 au-dessus de la partie inférieure 10. L’emplacement de dispositif 510 est agencé de façon à faire tourner le dispositif microfluidique 100 autour d’un axe 501 du dispositif de pilotage 500, qui est confondu avec l’axe 101 du dispositif microfluidique 100. L’emplacement de dispositif 510 comprend une zone de détection 511 et une zone de chauffe 512 décalées circonférentiellement l’une de l’autre. Ainsi, au moins une partie du dispositif microfluidique 100, par exemple la chambre de détection 150, est déplaçable entre la zone de détection 511 et la zone de chauffe 512 par rotation autour de l’axe 501 .
[0066] Le dispositif de pilotage 500 comprend un module de détection 520 comprenant un détecteur 521 prévu pour capter un rayonnement électromagnétique provenant de la zone de détection 511 , et notamment de la zone de lecture 213, 214 lorsqu’elle est dans la zone de détection 511. Le détecteur 521 comprend préférentiellement une caméra et/ou un capteur photographique. Le module de détection 520 fournit des informations de détection, qui peuvent comprendre des images et/ou des informations concernant la position du liquide.
[0067] Le dispositif de pilotage 500 est préférentiellement configuré pour que le détecteur 521 soit capable de vérifier au moins un des points suivants :
• si le liquide est effectivement présent dans chacune des pistes 102,
• la position du liquide dans la piste 102,
• la position de l’élément perméable 200 dans la chambre de détection 150,
• la progression du liquide dans l’élément perméable 200,
• la modification de la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 dû à l’absence ou à la présence de l’analyte dans le liquide introduit dans la piste 102. [0068] Le module de détection 520 peut également comprendre un élément d’illumination 522, par exemple une lampe, prévu pour illuminer la zone de détection 511 dans un intervalle de longueur d’onde perceptible par le détecteur 521 et adéquat pour observer, par le détecteur 521 , une modifications dans l’élément perméable 200, par exemple lié à une détection de l’analyte., L’intervalle de longueur d’onde d’illumination peut être par exemple entre 350 et 750 nm. Il est possible que l’intervalle de longueur d’onde émis par l’élément d’illumination 522 soit identique à celui perçu par le détecteur 521 , ou soit différence de celui perçu par le détecteur 521 (en fluorescence par exemple).
[0069] Le dispositif de pilotage 500 comprend un module de chauffage 530 agencé pour chauffer la zone de chauffe 512. Le module de chauffage 530 est préférentiellement décalé circonférentiellement du module de détection 520. Le module de chauffage 530 permet préférentiellement un chauffage électromagnétique, de préférence par radiation ou induction. Un chauffage par radiation infra-rouge, par exemple à une longueur d’onde entre 700 nm et 100 miti, peut par exemple être employé. Il est aussi possible d’utiliser un chauffage par induction électromagnétique, par exemple en incorporant des billes métalliques dans le plateau 515 (visible figure 5) ou dans la partie inférieure 10.
[0070] Le module de chauffage 530 comprend préférentiellement une pluralité d’éléments chauffant 531 situés à des distances radiales différentes de l’axe 501 et/ou décalés circonférentiellement. Ils peuvent être disposés en T comme illustré à la figure 4, mais pourraient être disposés en rectangles, en croix ou de toute autre façon tout en restant dans le cadre de la présente invention. Une disposition des éléments chauffant 531 où ils sont plus nombreux au-dessus de la chambre d’entrée 110 est préférée car le liquide, potentiellement froid lors de son introduction (notamment si c’est du lait), est amené à une température de référence dans la chambre d’entrée 110, ce qui demande une forte puissance de chauffe. Ensuite, lors des étapes dans les autres chambres 120, 130, 140, 150, 160, la température peut être modifiée ou maintenue, mais l’augmentation de température est moindre que dans la chambre d’entrée 110.
[0071] Les éléments chauffant 531 sont contrôlables indépendamment et/ou par groupes. Chaque ligne radiale (ou chaque ligne circonférentielle) d’élément chauffants 531 peut former un groupe. La répartition des éléments chauffants 531 en groupes peut aussi être contrôlée via l’unité de contrôle 590. Chacune des chambres 110, 120, 130, 140, 150, 160 peut correspondre à un groupe d’élément chauffants 531. Un élément chauffant 531 peut être dans plusieurs groupes. Par exemple, il est possible qu’un élément chauffant 531 soit dans un premier groupe qui correspond à la chambre de premier réactif 130 et à un deuxième groupe qui correspond à la chambre de détection 150. Les éléments chauffant 531 peuvent être par exemple des diodes infra-rouges.
[0072] Le dispositif de pilotage 500 est préférentiellement prévu pour que des zones différentes du dispositif microfluidique 100 puissent être chauffées à des températures différentes. Par exemple, la chambre de premier réactif 130 peut être chauffée à une première température et la chambre de détection 150 peut être chauffée à une deuxième température différente de la première température.
[0073] Le dispositif de pilotage 500 comprend préférentiellement un module de mesure 540 agencé pour mesurer un paramètre, de préférence une température, du dispositif microfluidique. L’emplacement de dispositif 510 comprend par exemple une zone de mesure 513 décalée circonférentiellement de la zone de détection 511 et de la zone de chauffe 512, et le module de mesure 540 étant agencé pour mesurer le paramètre sur la zone de mesure 513. Le module de mesure 540 est préférentiellement décalé circonférentiellement du module de détection 520 et du module de chauffage 530. La mesure de température est préférentiellement réalisée par mesure de l’émission infra-rouge, par exemple entre 700 nm et 100 pm de longueur d’onde. Le module de mesure 540 fournit des informations de température, qui peuvent comprendre une température en fonction d’une position dans la zone de mesure 513. Le dispositif de pilotage 500, de préférence l’unité de contrôle 590, peut alors décider de chauffer davantage une position, via le module de chauffage 530, si la température mesurée y est inférieure à une température de référence. De même, si température trop basse est mesurée sur une piste 102, le dispositif de pilotage 500 peut décider d’amener cette piste 102 dans la zone de chauffe 512 pour y être chauffée.
[0074] Le module de mesure 540 comprend préférentiellement une pluralité d’éléments de mesure 541 situés à des distances radiales différentes de l’axe 501 et/ou décalés circonférentiellement. Ils peuvent être disposés en ligne comme illustré à la figure 4, mais pourraient être disposés en T, rectangles, en croix ou de toute autre façon tout en restant dans le cadre de la présente invention. Ils sont contrôlables indépendamment et/ou par groupes. Chaque ligne radiale (ou chaque ligne circonférentielle) d’élément de mesure 541 peut former un groupe. La répartition des éléments de mesure 541 en groupes peut aussi être contrôlée via l’unité de contrôle 590. Chacune des chambres 110, 120, 130, 140, 150, 160 peut correspondre à un groupe d’élément de mesure 541 . Un élément de mesure 541 peut être dans plusieurs groupes. Par exemple, il est possible qu’un élément de mesure 541 soit dans un premier groupe qui correspond à la chambre de premier réactif 130 et, potentiellement après rotation, à un deuxième groupe qui correspond à la chambre de détection 150. Les éléments de mesure 541 sont par exemple des détecteurs infra-rouges.
[0075] Bien que le dispositif microfluidique 100 soit en rotation pour que certains de ses éléments passent d’une zone à l’autre, le dispositif microfluidique 100 est préférentiellement à l’arrêt lors d’une détection (préférentiellement optique) par le module de détection 520, d’un chauffage par le module de chauffage 530 et d’une mesure (préférentiellement de température) par le module de mesure 540.
[0076] Le dispositif de pilotage 500 comprend préférentiellement une unité de contrôle 590 configurée pour au moins une des opérations suivantes :
• recevoir, et préférentiellement analyser, des informations de détection, par exemple des images, provenant du détecteur 521 ,
• générer un message d’erreur (destiné par exemple à être affiché sur un écran du dispositif de pilotage 500) si les informations de détection ne correspondent pas à une situation de référence attendue (par exemple, si le liquide est censé être dans une des chambres 110, 120, 130, 140, 150, 160 mais qu’il n’y est pas sur les images),
• contrôler l’élément d’illumination 522,
• recevoir, et préférentiellement analyser, des informations de température provenant du module de mesure 540, • contrôler le module de chauffage 530, préférentiellement en fonction de la température mesurée par le module de mesure 540 et/ou de la position du liquide détectée via le détecteur 521 ,
• contrôler les éléments chauffant 531 en groupes et/ou indépendamment les uns des autres,
• contrôler les éléments de mesure 541 en groupes et/ou indépendamment les uns des autres,
• contrôler l’orientation du dispositif microfluidique 100 (notamment faire passer les pistes 102a-102f microfluidiques entre la zone de détection 511 , la zone de chauffe 512, et préférentiellement la zone de mesure 513), potentiellement en fonction de la température mesurée par le module de mesure 540 et/ou de la position du liquide détectée via le détecteur 521 ,
• contrôler la vitesse de rotation du dispositif microfluidique 100, ce qui peut permettre d’ouvrir successivement la première valve 112, puis la deuxième valve 122, puis la troisième valve 132, potentiellement en fonction de la température mesurée par le module de mesure 540 et/ou de la position du liquide détectée via le détecteur 521 .
L’unité de contrôle 590 est capable de séquencer l’ensemble des opérations de manières harmonieuses. [0077] L'unité de contrôle 590 peut comprendre un processeur, une unité centrale de traitement (CPU), un processeur de signal numérique 30 (DSP), un circuit intégré spécifique à l’application (ASIC), un réseau de portes programmables par champ (FPGA), ou similaire, ou toute combinaison de ceux-ci, et peut comprendre des éléments de circuit numérique ou analogique discrets ou des composants électroniques, ou des combinaisons de ceux-ci. Elle est préférentiellement configurée pour faire tourner un ou des programme(s) informatique(s) permettant de mettre en œuvre toute méthode d’utilisation des différents aspects de la présente invention.
[0078] Le dispositif de pilotage 500 peut comprendre un module d’introduction de liquide 550, ou module de remplissage, comprenant au moins une ouverture 551 à travers laquelle du liquide peut être introduit dans la chambre d’entrée 110. Il est aussi possible que le liquide soit introduit dans la chambre d’entrée 110 avant d’être placé à l’emplacement de dispositif 510.
[0079] La figure 5 est une vue verticale, très schématique, d’un système de détection 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le système de détection 1 comprend le dispositif microfluidique 100 et le dispositif de pilotage 500. Le dispositif microfluidique 100 est prévu pour ne servir qu’une fois puis être jeté, et le dispositif de pilotage 500 est prévu pour être réutilisé. Le dispositif de pilotage 500 comprend par exemple un moyeu 515 situé dans un tiroir de façon à pouvoir coupler mécaniquement le dispositif microfluidique 100 au le moyeu 515 quand le tiroir est ouvert. Lorsque le tiroir est fermé, le moyeu 515 prend une position telle que le dispositif microfluidique 100 est à l’emplacement de dispositif 510. Le moyeu 515 peut être nettement moins large qu’illustré à la figure 5. En ce qui concerne la hauteur des éléments du dispositif de pilotage 500, l’emplacement de dispositif 510 est préférentiellement un espace situé plus bas que les modules 520, 530, 540, 550, comme illustré figure 5.
[0080] La figure 6 est une vue du dessus permettant d’illustrer une disposition possible des modules 520, 530, 540 du dispositif de pilotage 500, différente de la disposition de la figure 4. Toute autre disposition des modules est possible, et un ou plusieurs modules pourraient être présents plusieurs fois tout en restant dans le cadre de la présente invention. Les figures 7a, 7b, 7c permettent d’illustrer différentes orientations possibles du dispositif microfluidique 100, et en particulier de ses première 102a, deuxième 102b et troisième 102c pistes microfluidiques, par rapport aux positions des modules 520, 530, 540 illustrés à la figure 6. Le dispositif microfluidique 100 passe d’une orientation à l’autre par une rotation contrôlée par l’unité de contrôle 590, préférentiellement par rotation du moyeu 515.
[0081] La figure 7a illustre une première orientation 591 du dispositif microfluidique 100, dans laquelle au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150a de la première piste 102a est dans la zone de détection 511 et est détectable par le module de détection 520. Préférentiellement, la partie de préparation 180a de la première piste 102a est aussi, au moins en partie, dans la zone de détection 511 .
[0082] La figure 7b illustre une deuxième orientation 592 du dispositif microfluidique 100 obtenue par rotation par rapport à la figure 7a. Dans la deuxième orientation 592, au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150a de la première piste 102a est dans la zone de chauffe 512 et peut être chauffé par le module de chauffe 530. Préférentiellement, la partie de préparation 180a de la première piste 102a est aussi, au moins en partie, dans la zone de chauffe 512. En particulier, au moins une des parties suivantes peut être dans la zone de chauffe 512 : la chambre d’entrée 110, et la chambre de premier réactif 130. Chauffer le liquide dans la chambre d’entrée 110 permet d’uniformiser la température des échantillons de liquide introduits. Chauffer le liquide dans la chambre de premier réactif 130 permet de faciliter l’incubation de l’analyte avec le premier réactif 130.
[0083] Dans la deuxième orientation 592, au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150b de la deuxième piste 102b est dans la zone de détection 511 et est détectable par le module de détection 520. Préférentiellement, la partie de préparation 180b de la deuxième piste 102b est aussi, au moins en partie, dans la zone de détection 511 .
[0084] La figure 7c illustre une troisième orientation 593 du dispositif microfluidique 100 obtenue par rotation par rapport à la figure 7b. Dans la troisième orientation 593, au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150a de la première piste 102a est dans la zone de mesure 513 et sa température peut être mesurée par le module de mesure 540. Préférentiellement, la partie de préparation 180a de la première piste 102a est aussi, au moins en partie, dans la zone de mesure 513. En particulier, au moins une des parties suivantes peut être dans la zone de mesure 513: la chambre d’entrée 110, la chambre de fixation de volume 120, et la chambre de premier réactif 130. Mesurer la température permet d’adapter le chauffage réalisé par le module de chauffe afin d’obtenir une température déterminée dans une des chambres 110, 120, 130, 140, 150.
[0085] Préférentiellement, dans la troisième orientation 593, au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150b de la deuxième piste 102b est dans la zone de chauffe 512 et peut être chauffé par le module de chauffe 530. Préférentiellement, la partie de préparation 180b de la deuxième piste 102b est aussi, au moins en partie, dans la zone de chauffe 512. .
[0086] Préférentiellement, dans la troisième orientation 593, au moins la zone 213, 214 de lecture de l’élément perméable 200 de la chambre de détection 150c de la troisième piste 102c est dans la zone de détection 511 et est détectable par le module de détection 520. Préférentiellement, la partie de préparation 180c de la troisième piste 102c est aussi, au moins en partie, dans la zone de détection 511 .
[0087] Bien que les figures 7a, 7b, 7c montrent seulement trois orientations, il est possible qu’il y en ait plus dans le cadre de la présente invention. En outre, toute orientation intermédiaire entre les trois orientations illustrées est possible dans le cadre de la présente invention, par exemple pour cibler une des chambres. [0088] Les figures 8 à 12 permettent d’illustrer notamment certaines caractéristiques du premier aspect de l’invention. Un dispositif microfluidique 100 pour manipuler un volume de liquide 2 selon le premier aspect de l’invention peut présenter n’importe quelle(s) caractéristique(s) décrite(s) dans le présent document. Un ensemble selon le premier aspect de l’invention comprend, outre le dispositif microfluidique 100, un volume de liquide. Le volume de liquide comprend potentiellement un analyte.
[0089] Les figures 8a et 8b illustrent un agencement possible d’une partie d’un dispositif microfluidique selon le premier aspect de l’invention. Le dispositif microfluidique comprend préférentiellement, de l’amont vers l’aval, une première localisation amont 310, un passage amont 311 qui se termine par une valve amont 312, une première localisation intermédiaire 320 comprenant une première zone de fonction 350, un passage aval 321 qui se termine par une valve aval 322, et une localisation aval 340. La valve aval 322 est préférentiellement plus éloignée de l’axe 101 que la valve amont 312.
[0090] La valve amont 312 a une condition d’ouverture (appelée première condition d’ouverture) qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve amont 312 est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve amont 312 sur le liquide. Cela se produit à partir d’une première vitesse angulaire V1 car la pression obtenue par force centrifuge augmente avec la vitesse angulaire. La valve aval 322 a une condition d’ouverture (appelée deuxième condition d’ouverture) qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve aval 322 est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve aval 322 sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une deuxième vitesse angulaire V2. Le dispositif microfluidique est tel V2 est plus grande ou égale que V1 afin de pouvoir conserver le volume de liquide, au moins en partie, dans la localisation intermédiaire 320 pendant une première durée. Cela permet qu’une première fonction, prévue pour être réalisée dans la première localisation intermédiaire 320, soit mise en œuvre sur le liquide durant la première durée. La première fonction peut aussi être appelée première étape, ou étape intermédiaire.
[0091] La première localisation amont 310 peut être configurée pour une deuxième fonction qui nécessite d’y maintenir le liquide pendant une deuxième durée. La deuxième fonction peut aussi être appelée deuxième étape, ou étape amont. La deuxième fonction est donc réalisée avant la première fonction sur un parcours amont- aval. La première et la deuxième fonction sont préférentiellement différentes. Elles peuvent être, par exemple : une détection, une fixation du volume de liquide, un traitement thermique, un traitement chimique, par exemple une incubation avec un réactif. Dans un mode de réalisation, le dispositif microfluidique comprend un élément perméable 200 immobilisant un réactif de mesure (par exemple un élément perméable tel que décrit en relation avec le deuxième et/ou troisième aspect(s) de l’invention), et la première fonction est une incubation avec un premier réactif présent dans la première localisation intermédiaire 320. Un chauffage peut aussi être impliqué dans la première et/ou la deuxième fonction, par exemple tel que décrit en relation avec le troisième aspect de la présente invention.
[0092] Les localisations sont préférentiellement situées dans des chambres d’un dispositif microfluidique 100. Le premier aspect de l’invention peut être implémenté de plusieurs façons sur une piste 102 telle que décrite notamment en relation avec la figure 2. Dans une première implémentation du premier aspect de l’invention, la première localisation amont 310 est dans la chambre d’entrée 110, la première localisation intermédiaire 320 est dans la chambre de fixation de volume 120, la localisation aval 340 est dans la chambre de premier réactif 130, la valve amont 312 est la première valve 112, et la valve aval 322 est la deuxième valve 122. Dans une deuxième implémentation du premier aspect de l’invention (illustrée partiellement à la figure 11 ), la première localisation amont 310 est dans la chambre de fixation de volume 120, la première localisation intermédiaire 320 est dans la chambre de premier réactif 130, la localisation aval 340 est dans la chambre de transfert 140, la valve amont 312 est la deuxième valve 122, et la valve aval 322 est la troisième valve 132. Le volume de liquide 2 est préférentiellement celui gardé par la chambre de fixation de volume 120. [0093] A la figure 8a, le volume de liquide 2 est bloqué par la valve amont 312. A la figure 8b, il est bloqué par la valve aval 322. La figure 9a est une vue en coupe au niveau du passage amont 311 , et la figure 9b est une vue en coupe au niveau du passage aval 321 . Les figures 8a, 8b, 9a, 9b permettent d’illustrer des paramètres qui sont repris dans le tableau ci-dessous, avec un intervalle de valeur préféré.
Figure imgf000019_0001
0/12 est l’angle de contact avec la paroi inférieure et les côtés, qui sont formés de la partie inférieure 10. 0S1 + q > 90° et 0S2 + 0/2 > 90° . Dans un mode de réalisation de l’invention, le liquide est du lait, la partie inférieure 10 est en PMMA et la partie supérieure 20 est un film adhésif à base d’acrylate. Dans ce cas, qh = 0/2 = 65° et 0S1 = 052 œ 115°.
[0094] Dans un mode de réalisation, la première condition d’ouverture est
Figure imgf000020_0001
et la deuxième condition d’ouverture est
Figure imgf000020_0002
p est la densité du liquide et s est la tension de surface du liquide.
[0095] La figure 10 montre différentes étapes d’une méthode selon le premier aspect de l’invention. La méthode comprend les étapes suivantes. Il est préféré qu’une étape soit finie avant que la suivante ne commence. Le volume de liquide 2 est positionné 410 en amont de la valve amont 312 de façon à être bloqué par la valve amont 312. Le dispositif microfluidique est alors accéléré 420 de façon à ce que sa vitesse angulaire excède V1 , et le volume de liquide 2 franchit la valve amont 312. Il arrive dans la localisation intermédiaire 320 dans laquelle il est conservé 430 durant la première durée. La première durée est préférentiellement inférieure au laps de temps séparant 420 et 440. Il y est bloqué par la valve aval 322. Le dispositif microfluidique est alors accéléré 440 de façon à ce que sa vitesse angulaire excède V2, et le volume de liquide 2 franchit la valve aval 322. La rotation du dispositif microfluidique est préférentiellement contrôlée par un programme d’ordinateur tournant sur l’unité de contrôle 590.
[0096] La figure 11 est une vue du dessus d’une valve 322 dans un mode de réalisation de l’invention. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour la valve aval 322, mais pourrait aussi être utilisé pour la valve amont 312. Le canal 321 a une entrée 321 a qui débouche dans la première localisation intermédiaire 320 et sortie 321 b qui forme la valve aval 322 et débouche dans la localisation aval 340. Préférentiellement, la sortie 321 b est radialement plus interne que l’entrée 321 a.
[0097] La figure 12 est une vue du dessus d’une partie d’un dispositif microfluidique selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention. Elle permet d’illustrer un mode de réalisation du premier aspect de l’invention avec une deuxième localisation intermédiaire 330, et une valve supplémentaire 332. La deuxième localisation intermédiaire 330 est configurée pour une troisième fonction qui nécessite d’y maintenir le liquide pendant une troisième durée. La troisième fonction peut aussi être appelée troisième étape, ou étape aval. La valve supplémentaire 332 a une troisième condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve supplémentaire 332 est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve supplémentaire 332 sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une troisième vitesse angulaire V3, la troisième vitesse angulaire V3 étant supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire V2. [0098] La figure 12 permet aussi d’illustrer une autre implémentation du premier aspect de l’invention par rapport à la piste microfluidique 112. Elle illustre un agencement possible des localisations 310, 320, 330, 340 par rapport aux chambres 110, 120, 130, 140 de la piste microfluidique 102 : la première localisation amont 310 est dans la chambre d’entrée 110, la première localisation intermédiaire 320 est dans la chambre de fixation de volume 120, deuxième localisation intermédiaire 330 est dans la chambre de premier réactif 130, la localisation aval 340 est dans la dans la chambre de transfert 140, la valve amont 312 est la première valve 112, 1a valve aval 322 est la deuxième valve 122, et la valve supplémentaire 332 est la troisième valve 132. La première fonction comprend une fixation du volume du liquide, la deuxième fonction comprend une introduction de liquide, la troisième fonction comprend une incubation avec le premier réactif.
[0099] La figure 13 illustre une méthode 600 combinant les trois aspects de l’invention. L’homme du métier comprendra que les étapes, bien que décrites comme successives, peuvent avoir lieu en partie en parallèle. A l’étape 610, le dispositif microfluidique 100 est fabriqué. Chaque piste 102 inclut un élément perméable 200 et un premier réactif. Les éléments perméables 200 peuvent être identiques ou différentes. Le premier réactif de chaque piste 102 correspond au réactif de mesure de l’élément perméable 200 de cette piste 102. [0100] A l’étape 620, du liquide comprenant un analyte est introduit les chambres d’entrée 110 des différentes pistes 102 du dispositif microfluidique 100. Cela peut être un même liquide pour toutes les pistes ou différents liquides. Par exemple, si du lait est testé, différents analytes du même lait peuvent être testés en parallèle en utilisant différents premier réactifs et éléments perméables 200 et/ou plusieurs laits peuvent être testés par rapport au même analyte. Lors de son introduction, le liquide peut être à une température faible, par exemple s’il a été réfrigéré. La chambre d’entrée 110 de chaque piste 102 passe alors de la zone de chauffe 512 à la zone de mesure 513 jusqu’à ce que la température du liquide y atteigne un premier seuil. En outre, la chambre d’entrée 110 de chaque piste 102 passe dans la zone de détection 511 pour vérifier la présence effective d’un liquide. Si aucun liquide n’est présent, l’unité de contrôle 590 peut envoyer une alerte.
[0101] Lorsque la température du liquide a atteint le premier seuil, le dispositif microfluidique 100 est accéléré au-delà de la vitesse Vu 2 afin d’ouvrir la première valve 112 et le liquide passe 630 dans la chambre de fixation de volume 120. Un volume de liquide est gardé dans la chambre de fixation de volume 120 et le surplus passe dans la chambre de collecte 160. La chambre de fixation de volume 120 de chaque piste 102 passe dans la zone de détection 511 pour vérifier la présence effective d’un liquide. Si aucun liquide n’est présent, l’unité de contrôle 590 peut envoyer une alerte.
[0102] Lorsque le liquide a été détecté dans chacune des chambres de fixation de volume 120, le dispositif microfluidique 100 est accéléré au-delà de la vitesse V122 afin d’ouvrir la deuxième valve 122 et le liquide passe 640 dans la chambre de premier réactif 130. La chambre de premier réactif 130 de chaque piste 102 passe alors de la zone de chauffe 512 à la zone de mesure 513 jusqu’à ce que la température du liquide y atteigne un deuxième seuil. En outre, la chambre de premier réactif 130 de chaque piste 102 passe dans la zone de détection 511 pour vérifier la présence effective d’un liquide. Si aucun liquide n’est présent, l’unité de contrôle 590 peut envoyer une alerte. Lorsque la température du liquide a atteint le deuxième seuil, le liquide est laissé dans la chambre de premier réactif 130 pendant une durée suffisante pour une incubation de l’analyte avec le premier réactif. Cette durée est un exemple deuxième durée, ou troisième durée, mentionnée dans la description du premier aspect de l’invention.
[0103] Le dispositif microfluidique 100 est ensuite accéléré au-delà de la vitesse V132 afin d’ouvrir la troisième valve 132 et le liquide passe 650 dans la chambre de transfert 140. Sa température y est contrôlée par des passages dans la zone de mesure 513 et éventuellement augmentée par des passages dans la zone de chauffe 512.
[0104] Le liquide arrive 660 ensuite dans la chambre de détection 150, à l’extrémité radialement externe de l’élément perméable 200. La chambre de détection 150 de chaque piste 102 passe alors de la zone de chauffe 512 à la zone de mesure 513 jusqu’à ce que la température du liquide et/ou de l’élément perméable 200 y atteigne un troisième seuil. En outre, la chambre de détection 150 de chaque piste 102 passe dans la zone de détection 511 pour vérifier la présence effective d’un liquide et sa progression dans l’élément perméable 200.
[0105] Une partie du liquide est préférentiellement absorbée par le premier élément 230 et progresse dans le support poreux 210 radialement vers l’intérieur. Lorsque le liquide arrive dans la première zone de lecture
213, il peut réagir avec le premier réactif de mesure, et lorsqu’il arrive dans la deuxième zone de lecture
214, il peut réagir avec le deuxième réactif de mesure. Ces réactions provoquent une modification dans les zones de lecture 213, 214 qui est détectable par le détecteur 521 lorsque les zones de lecture 213, 214 passent dans la zone de détection 511 . Cette détection est particulièrement efficace lorsque l’élément perméable 200 est fixée, sans espace libre, à la partie supérieure 20 du dispositif microfluidique 100.
[0106] A tout moment, l’unité de contrôle peut envoyer une alerte si un évènement inattendu se produit, par exemple si un des seuils de température ne peut pas être atteint sur une des pistes.
[0107] En d'autres termes, selon un premier aspect, l’invention concerne notamment un dispositif microfluidique 100 rotatif comprenant deux valves 312, 322 séparées par une localisation intermédiaire 320 configurée pour une première fonction qui nécessite d’y maintenir le liquide pendant une première durée. Le dispositif microfluidique 100 est tel que la valve amont 312 s’ouvre à une première vitesse et la valve aval 322 s’ouvre à une deuxième vitesse, supérieure ou égale à la première vitesse. Ainsi, il est possible de maintenir le liquide dans la localisation intermédiaire 320 pendant une première durée en contrôlant la vitesse de rotation du dispositif microfluidique 100 rotatif.
Exemples de modes de réalisation du deuxième aspect de l’invention [0108] Dispositif microfluidique 100 comprenant:
• un élément perméable 200 comprenant un support poreux 210, le support poreux 210 comprenant une zone 213, 214 de lecture,
• une partie supérieure 20 fixée à l’élément perméable 200 et, transparente au moins au-dessus de la zone 213, 214 de lecture, et
• une partie inférieure 10 agencée pour former, avec la partie supérieure 20, une chambre de détection 150 dans laquelle est situé l’élément perméable 200; le support poreux 210 étant, au moins au-dessus de la zone 213, 214 de lecture, joint à la partie supérieure 20 par une jonction transparente et telle qu’il n’existe pas d’espace libre entre la zone 213, 214 de lecture et la partie supérieure 20.
[0109] Lorsque les inventeurs ont placé un élément perméable dans un dispositif microfluidique comprenant une partie supérieure transparente, ils ont observé que la détection à travers la partie supérieure était de mauvaise qualité, et compris que cette mauvaise qualité de détection était due à l’apparition de condensation sur la face inférieure de la partie supérieure transparente. La solution proposée par la présente invention est de joindre le support poreux et la partie supérieure par une jonction, directe ou indirecte, transparente et sans espace libre. Ainsi, il n’y a pas d’interstice entre la zone de lecture du support poreux et la partie supérieure dans lequel de la condensation pourrait se former, et un détecteur peut capter un rayonnement électromagnétique provenant de la zone de lecture du support poreux et ayant traversé la jonction et la partie supérieure.
[0110] La chambre permet d’éviter que la mesure réalisée sur le liquide ne soit influencée par les conditions atmosphériques, par exemple par le taux d’humidité à l’extérieur du dispositif microfluidique. Dans un mode de réalisation, la partie inférieure et la partie supérieure forment un support du dispositif microfluidique. [0111] La jonction est située au moins entre la zone de lecture et une partie transparente de la partie supérieure. Elle peut par exemple comprendre un adhésif transparent.
[0112] Le support poreux a une première face et une deuxième face séparées par une épaisseur.
[0113] La partie supérieure est préférentiellement totalement transparente. De préférence, elle est plus étendue latéralement que l’élément perméable.
[0114] Selon un mode de réalisation, la jonction entre le support poreux et la partie supérieure comprend un support structurel de l’élément perméable. Le support structurel fait partie de l’élément perméable et s’étend sur toute la première face de l’élément perméable. Il est préférentiellement, au moins au-dessus de la zone de lecture, en contact direct avec la partie supérieure et avec le support poreux. Le support structurel est transparent au moins au-dessus de la zone de lecture. Il est préférentiellement transparent partout. [0115] Selon un mode de réalisation, il existe au moins un espace libre entre la partie inférieure et l’élément perméable.
[0116] Selon un mode de réalisation, la partie inférieure a une absorbance supérieure à celle de la partie supérieure à une longueur d’onde entre 700 nm et 100 pm. En d’autres termes, la partie inférieure absorbe plus de rayonnement dans cet intervalle de longueur d’onde que la partie supérieure. Cela permet d’améliorer le chauffage par rayonnement.
[0117] Selon un mode de réalisation, le dispositif microfluidique comprend, entre la partie inférieure et le support poreux, au moins en-dessous de la zone de lecture, un élément d’augmentation de contraste ayant une réflectance d’au moins 20% à une longueur d’onde entre 350 et 750 nm. Cela permet d’améliorer la lecture de l’élément perméable, surtout si la partie inférieure est foncée.
[0118] Selon un mode de réalisation, la chambre de détection comprend, en longueur et successivement, une première partie, une deuxième partie et une troisième partie, la deuxième partie étant plus large que la première partie et que la troisième partie, la deuxième partie logeant la zone de lecture. Cet élargissement permet d’éviter les effets de bords liés à la capillarité dans l’élément perméable. Sa largeur permet en outre à l’algorithme réalisant la lecture de l’élément perméable de facilement repérer la zone de lecture. La largeur s’étend préférentiellement comme une direction circonférentielle si le dispositif microfluidique est circulaire. [0119] Selon un mode de réalisation, le dispositif microfluidique est agencé pour tourner autour d’un axe, et dans lequel l’élément perméable est de forme allongée et est disposé de façon radiale . La disposition radiale permet de placer aisément une pluralité de pistes microfluidiques sur le dispositif microfluidique. La rotation permet de contrôler, au moins partiellement, le déplacement du liquide dans les pistes.
[0120] L’invention propose en outre un système de détection comprenant un dispositif microfluidique selon l’invention, et un dispositif de pilotage comprenant :
• un emplacement de dispositif prévu pour placer le dispositif microfluidique et comprenant une zone de détection,
• un détecteur agencé pour capter un rayonnement électromagnétique provenant de la zone de lecture lorsque le dispositif microfluidique est situé à l’emplacement de dispositif de façon à ce que la zone de lecture soit dans la zone de détection.
[0121] La zone de détection est un volume, préférentiellement fixe par rapport au détecteur, et dans lequel le détecteur peut réaliser une détection.
[0122] Selon un mode de réalisation, l’emplacement de dispositif comprend une zone de chauffe englobant au moins une partie du dispositif microfluidique lorsque le dispositif microfluidique est situé à l’emplacement de dispositif ; et le dispositif de pilotage comprend un module de chauffage agencé pour chauffer la zone de chauffe. La zone de chauffe est un volume, préférentiellement fixe par rapport au module de chauffage, et dans lequel le module de chauffage peut chauffer.
[0123] Selon un mode de réalisation, le module de chauffage permet un chauffage par onde électromagnétique, de préférence par radiation ou induction.
[0124] Selon un mode de réalisation, le système de détection est prévu pour faire tourner le dispositif microfluidique autour d’un axe, le module de chauffage comprenant une pluralité d’éléments chauffant situés à des distances radiales différentes de l’axe et/ou décalés circonférentiellement. Cela permet de chauffer différentes parties du dispositif microfluidique, par exemple différentes chambres situées à des distances radiales différentes et/ou circonférentiellement décalées.
[0125] Selon un mode de réalisation, le dispositif de pilotage est configuré pour contrôler les éléments chauffant en groupes et/ou indépendamment les uns des autres. Cela permet de choisir quelles parties du dispositif microfluidique, par exemple quelles chambres, sont chauffées.
[0126] L’invention propose en outre une méthode d’utilisation d’un dispositif microfluidique, dans laquelle :
• un liquide comprenant des réactifs progresse dans le support poreux et entre dans la zone de lecture où il produit une modification de la zone de lecture ; et
• ladite modification de la zone de lecture est détectée via un rayonnement électromagnétique ayant traversé la jonction et la partie supérieure au-dessus de la zone de lecture. [0127] La méthode comprend préférentiellement un chauffage de la zone de lecture. Elle est réalisable avec un dispositif microfluidique ayant des caractéristiques provenant de n’importe quel mode de réalisation de l’invention.
[0128] Selon un mode de réalisation, la zone de lecture comprend un réactif de mesure, et la modification de la zone de lecture est produite par une réaction d’au moins un des réactifs du liquide avec le réactif de mesure.
[0129] L’invention propose en outre une méthode de fabrication d’un dispositif microfluidique, dans laquelle :
• on fournit un élément perméable comprenant un support poreux ayant une zone de lecture ;
• on fournit une partie inférieure de dispositif microfluidique ;
• on fournit une partie supérieure de dispositif microfluidique, transparente au moins par endroits ; et
• on assemble la partie inférieure, la partie supérieure, et l’élément perméable, de façon à ce que la partie inférieure et la partie supérieure forment une chambre de détection logeant l’élément perméable, à ce qu’au moins au-dessus de la zone de lecture, l’élément perméable et la partie supérieure soient joints : par une jonction transparente et telle qu’il n’existe pas d’espace libre entre la zone de lecture et la partie supérieure, et de sorte que la partie supérieure soit transparente au moins au-dessus de la zone de lecture. [0130] Par exemple, l’élément perméable est placé sur la partie inférieure du dispositif microfluidique et la partie supérieure est laminée au-dessus.
[0131] En d'autres termes, selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif microfluidique 100 comprenant un élément perméable 200 fixée à la partie supérieure 20 du dispositif microfluidique de façon à pouvoir être lue à travers ladite partie supérieure 20 et sans qu’il n’y ait d’espace entre le support poreux 210 et ladite partie supérieure 20 qui serait susceptible d’accueillir de la condensation.
[0132] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L’usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.

Claims

Revendications
1 . Dispositif microfluidique pour manipuler un volume de liquide (2), prévu pour tourner d’autour d’un axe (101 ) et comprenant au moins une piste microfluidique (102) ayant:
• une première localisation amont (310),
• une localisation aval (340) formant une chambre de détection (150) dans laquelle est situé un élément perméable (200) comprenant un réactif de mesure ; caractérisé en ce que chaque piste microfluidique (102) comprend, de l’amont vers l’aval entre la première localisation amont (310) et la localisation aval (340) :
• une valve amont (312) ayant une première condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve amont (312) est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve amont (312) sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une première vitesse angulaire (V1 ),
• une première localisation intermédiaire (320) configurée pour une première fonction qui nécessite de maintenir au moins une partie du liquide pendant une première durée dans la première localisation intermédiaire (320), la première localisation intermédiaire (320) comprenant une chambre de fixation de volume (120) telle que la première fonction comprend une fixation du volume de liquide à l’aide d’une chambre de collecte (160), et
• une valve aval (322) ayant une deuxième condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve aval (322) est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve aval (322) sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une deuxième vitesse angulaire (V2), la deuxième vitesse angulaire (V2) étant supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1 ).
2. Dispositif microfluidique selon la revendication précédente, dans lequel la chambre de détection (150) comprend, en longueur et successivement, une première partie (151 ), une deuxième partie (152) et une troisième partie (153), la deuxième partie (152) étant plus large que la première partie (151 ) et que la troisième partie (153), la deuxième partie (152) logeant une zone (213, 214) de lecture de l’élément perméable (200).
3. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première localisation amont (310) et/ou la chambre de détection (150) et/ou la chambre de fixation de volume (120) est formée d’une partie inférieure (10) et d’une partie supérieure (20) telles que la partie inférieure (10) a une absorbance supérieure à celle de la partie supérieure (20) à une longueur d’onde entre 700 nm et 100 pm.
4. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première fonction comprend une incubation avec un premier réactif présent dans la première localisation intermédiaire (320), le réactif de mesure étant prévu pour réagir avec un liquide comprenant le premier réactif.
5. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valve aval (322) est radialement plus externe que la valve amont (312).
6. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première condition d’ouverture est
Figure imgf000027_0001
où p est la densité du liquide, V1 est la première vitesse angulaire, R est la distance radiale entre l’axe (101 ) et une paroi radialement interne (315) du volume de liquide (2) bloqué par la valve amont (312), RE1 est la distance radiale entre l’axe (101 ) et la valve amont (312), RE1 > R , s est la tension de surface du liquide, q est l’angle de contact entre le liquide et une partie supérieure (20) du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve amont (312), Q} est l’angle de contact entre le liquide et une partie inférieure (10) du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve amont (312), QE1 + 0 i > 90° , Hjest la hauteur de la valve amont (312), et W1 est la hauteur de la valve amont (312) ; et la deuxième condition d’ouverture est
Figure imgf000027_0002
où V2 est la première vitesse angulaire, RI2 est la distance radiale entre l’axe (101 ) et une paroi radialement interne (325) du volume de liquide (2) bloqué par la valve aval (322), RE2 est la distance radiale entre l’axe (101 ) et la valve aval (322), RE2 > RI2, 0S2 est l’angle de contact entre le liquide et la partie supérieure (20) du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve aval (322), QI2 est l’angle de contact entre le liquide et la partie inférieure (10) du dispositif microfluidique à l’emplacement de la valve aval (322), q}2 + 0f2 > 90°, H2est la hauteur de la valve aval (322), et W2 est la hauteur de la valve aval (322).
7. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les valves amont (312) et aval (322) sont à une distance entre 10 et 150 mm de l’axe (101).
8. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque piste microfluidique (102) comprend un canal (321) reliant une entrée (321a) à une sortie (321 b), l’entrée (321 a) connectant le canal (321) à la première localisation intermédiaire (320), la sortie (321 b) formant la valve aval (322), la sortie (321 b) étant radialement plus interne que l’entrée (321 a).
9. Dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque piste microfluidique (102) comprend, en aval de la valve aval (322), une deuxième localisation intermédiaire (330) et, en aval de la deuxième localisation intermédiaire (330), une valve supplémentaire (332) ayant une troisième condition d’ouverture qui est satisfaite lorsqu’une pression obtenue par force centrifuge exercée par le liquide sur la valve supplémentaire (332) est supérieure à une pression capillaire exercée par la valve supplémentaire (332) sur le liquide, ce qui se produit à partir d’une troisième vitesse angulaire (V3), la troisième vitesse angulaire (V3) étant supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2).
10. Ensemble comprenant le dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications précédentes, et le volume de liquide (2).
11 .Système de détection (1 ) comprenant un dispositif microfluidique (100) selon l’une des revendications 1 à 11 et un dispositif de pilotage (500) comprenant un module de chauffage (530) agencé pour chauffer la première localisation amont (310) et/ou la première localisation intermédiaire (320) et/ou la chambre de détection (150).
12. Méthode (400) de manipulation d’un volume de liquide (2) à l’aide d’un dispositif microfluidique selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, la méthode comprenant, chronologiquement, les étapes suivantes :
• fournir (410) le volume de liquide (2) en amont de la valve amont (312) de l’au moins une piste microfluidique (102),
• faire tourner (420) le dispositif microfluidique autour de l’axe (101 ) à une vitesse supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1) et inférieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide (2) traverse la valve amont (312) et soit bloqué par la valve aval (322), de sorte qu’au moins une partie du volume de liquide (2) soit présent dans la localisation intermédiaire (320), et y soit maintenu (430) pendant la première durée, et
• faire tourner (440) le dispositif microfluidique autour de l’axe (101 ) à une vitesse supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide (2) traverse la valve aval (322).
13. Méthode selon la revendication précédente, dans laquelle le volume de liquide (2) est chauffé lorsqu’il est dans la première localisation amont (310).
14. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent une unité de contrôle (590) d’un système de détection (1 ) comprenant un dispositif microfluidique (100) selon l’une des revendications 1 à 9 comprenant un volume de liquide (2) dans la première localisation amont (310) à :
• faire tourner (420) le dispositif microfluidique (100) autour de l’axe (101) à une vitesse supérieure ou égale à la première vitesse angulaire (V1) et inférieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide (2) traverse la valve amont (312) et soit bloqué par la valve aval (322), de sorte qu’au moins une partie du volume de liquide (2) soit présent dans la localisation intermédiaire (320), et y soit maintenu (430) pendant la première durée, et • faire tourner (440) le dispositif microfluidique (100) autour de l’axe (101) à une vitesse supérieure ou égale à la deuxième vitesse angulaire (V2) de façon à ce que le volume de liquide (2) traverse la valve aval (322).
15. Programme d’ordinateur selon la revendication précédente comprenant des instructions qui conduisent ladite unité de contrôle (590) à faire chauffer le volume de liquide (2) lorsqu’il est dans la première localisation amont (310).
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