Des chercheurs de l’Université Duke ont développé un dispositif microfluidique alimenté par gravité qui est destiné à être utilisé comme technologie de diagnostic dans les zones à faibles ressources. La microfluidique a un énorme potentiel pour les diagnostics au point de service, mais l’inclusion de minuscules pompes et d’autres composants électroniques sophistiqués augmente considérablement la complexité et le coût de ces dispositifs. Dans un effort pour développer une alternative à faible coût, ces chercheurs se sont tournés vers la gravité comme moyen de transporter des gouttes autour des minuscules canaux d’un appareil, en utilisant des taches de réactifs séchés pour influencer le dosage, et différentes zones recouvertes d’une surface spécialisée. revêtements pour influencer le trajet des gouttes et leur vitesse. Les chercheurs espèrent que la technologie pourrait débloquer des diagnostics au point de service pour ceux qui vivent dans les zones les plus reculées et les plus pauvres en ressources.
La microfluidique change la donne, permettant des tests de diagnostic biomédicaux complexes, qui auraient auparavant nécessité un équipement de laboratoire coûteux et encombrant, sur une puce minuscule. Certaines des personnes susceptibles de tirer le meilleur parti de cette révolution de la miniaturisation vivent dans des zones à faibles ressources, sans accès facile aux hôpitaux et aux cliniques. Cependant, à moins que ces technologies ne soient également peu coûteuses, elles peuvent encore rester hors de portée d’un grand nombre de ces personnes.
Dans cet esprit, ces chercheurs ont créé un système microfluidique à faible coût qui repose sur la gravité au lieu de pompes, et qui, selon les chercheurs, pourrait être créé très simplement, même en creusant des canaux dans un bloc de bois. « L’élégance de cette approche réside dans sa simplicité – vous pouvez utiliser tous les outils dont vous disposez pour la faire fonctionner », a déclaré Hamed Vahabi, l’un des développeurs de la nouvelle technologie. « Vous pourriez théoriquement même simplement utiliser une scie à main et couper les canaux nécessaires au test dans un morceau de bois. »
Ces technologies impliquent la navette de gouttelettes autour de petits canaux, y compris des échantillons biologiques et des réactifs qui rendent le test possible. Certains utilisent l’action capillaire pour déplacer les gouttelettes, mais cela est rarement suffisant pour que le test fonctionne, nécessitant de minuscules pompes électriques en complément, ce qui augmente considérablement le coût de la technologie.
« La plupart des dispositifs microfluidiques ont besoin de plus que de simples forces capillaires pour fonctionner », a déclaré Ashutosh Chilkoti, un autre chercheur impliqué dans l’étude. « Cette approche est beaucoup plus simple et permet également de concevoir et d’exploiter des voies de fluide très complexes, ce qui n’est ni facile ni bon marché à faire avec la microfluidique. »
Au lieu de cela, ces chercheurs ont utilisé des revêtements de surface spécialisés pour augmenter le «glissant» ou le «collant» de canaux spécifiques, augmentant la vitesse et la tendance des gouttelettes à traverser les itinéraires qu’ils avaient conçus. Une plate-forme spécialisée dans laquelle l’appareil est placé le tourne à 90 degrés pour lancer la course de gouttelettes alimentée par gravité, et une simple LED et un détecteur de lumière peuvent lire les signaux produits par le test.
« Nous avons proposé de nombreux éléments différents pour contrôler le mouvement, l’interaction, la synchronisation et la séquence de plusieurs gouttelettes dans l’appareil », a déclaré Vahabi. « Tous ces phénomènes sont bien connus dans le domaine, mais personne n’avait pensé à les utiliser pour contrôler le mouvement des gouttelettes de manière systématique auparavant. »
Voir une vidéo démontrant la technologie ci-dessous :
Étudier dans la revue Appareil: Un test fluidique au point de service de gouttelettes entraîné par gravité
Par l’intermédiaire de l’Université Duke
