Le dispositif simplifié élimine les composants qui sont généralement utilisés pour contrôler le stockage et la distribution des fluides sur les plateformes microfluidiques.
La technologie de laboratoire sur puce (LOC : Lab-on-a-chip) pourrait transformer la médecine d’une manière comparable à celle dont les microprocesseurs ont changé notre vie quotidienne – c’est-à-dire une fois qu’elle peut être fabriquée de manière rentable et évolutive. Les chercheurs de KTH font maintenant état d’un développement qui pourrait accélérer cette révolution.
Une équipe du KTH Royal Institute of Technology de Stockholm a créé un appareil qui distribue et stocke avec précision des liquides qui peuvent être utilisés sur une gamme de plateformes de diagnostic de type laboratoire sur puce, à un coût de fabrication estimé de 2 à 6 dollars. La technologie dont la taille, pourrait également être augmentée pour l’emballage des aliments, cosmétiques et produits chimiques, a été mentionnée dans Nature Communications.
Aman Russom, professeur au centre de recherche du laboratoire Science for Life de KTH et chef de la division Nanobiotechnologie de KTH, déclare que ce projet permet de surmonter les défis qui, dans de nombreux cas, rendent le laboratoire sur puce trop coûteux pour être utile en dehors des laboratoires de recherche.
La technologie de laboratoire sur puce promet de transformer des laboratoires de soins de santé coûteux en petites puces abordables et portables qui peuvent effectuer divers tests automatiquement aux points de service. Des exemples plus simples de LOC, comme les tests de grossesse à domicile, ont déjà commencé cette transition jusqu’à un certain point.
Tout comme tous les laboratoires s’appuient sur des dispositifs de stockage et de distribution, le LOC s’appuie également sur sa capacité à stocker et à libérer efficacement différents liquides sur une puce. Amam Russom dit que le système développé chez KTH non seulement résout et automatise ces deux problèmes, mais peut également exécuter d’autres techniques requises, telles que la filtration, la séparation et le mélange de différents liquides avec de légères modifications.
Et, ce qui est important, il consolide ces fonctions sur un seul appareil, sans les multiples pièces mécaniques et les composants complexes sur lesquels les distributeurs d’aujourd’hui s’appuient – et qui sont également coûteux à produire.
« Nous avons démontré que notre micro-distributeur simplifié effectue différentes opérations sans sacrifier l’évolutivité ou la compatibilité sur différentes plates-formes fluidiques « , dit-il.
Le distributeur simplifié est constitué d’un tube dont l’ouverture est recouverte d’une membrane élastique. Il est activé lorsque la pression interne devient supérieure à la force nécessaire pour étirer la membrane. La pression peut être exercée en poussant avec un doigt ou par la gravité artificielle créée par une centrifugeuse. Lorsque la pression interne atteint le niveau critique, la membrane s’étire et permet au liquide de s’écouler.
L’appareil est testé sur une plate-forme de laboratoire sur puce.
Le co-auteur Amin Kazemzadeh, le chercheur qui a dirigé le développement de l’appareil, affirme que le distributeur permet l’automatisation complète d’une variété de tests cliniques. « Pour la première fois, il permet et automatise la séparation d’une quantité précise de plasma et de globules rouges de quelques microlitres à plusieurs millilitres de sang total dans des dispositifs portables rotatifs de laboratoire sur puce ou centrifuges. Il dit que l’appareil s’est avéré précis lors de nombreux tests avec différents fluides ».
Les appareils de laboratoire sur puce peuvent être utilisés pour effectuer des tests simples liés à la santé, comme la mesure des concentrations de différents analytes chimiques ou biologiques, comme dans le sang, le plasma ou l’urine.
« L’utilisation de ces appareils pour effectuer de tels tests réduit considérablement la quantité d’échantillons et de réactifs chimiques coûteux utilisés et, dans de nombreux cas, réduit la durée du test de quelques jours à moins d’une heure « , explique Amin Kazemzadeh.
Dans les tests de diagnostic sanguin, le sang total est le plus souvent séparé en ses différents composants. Par exemple, les globules rouges concentrés peuvent être utilisés pour mesurer le niveau d’hématocrite et pour les patients nécessitant une oxygénothérapie. Le plasma est la source la plus importante et la plus pratique de protéines, d’acides gras, d’hormones, de biomarqueurs circulants et de cellules de transport qui peuvent être utilisés pour le diagnostic de différentes maladies, comme le cancer et les maladies infectieuses.
Aman Russom et Amin Kazemzadeh affirment que leur distributeur peut également être utile dans d’autres industries, en prolongeant la durée de conservation des boissons, des produits chimiques, des cosmétiques et des substances médicinales, qui se gâtent rapidement après l’ouverture de leurs emballages. « Notre technologie permet de distribuer des liquides sans permettre à l’air d’entrer dans le contenant. Par conséquent, le liquide à l’intérieur des récipients reste intact même après utilisation. Cela prolonge la durée de conservation du contenu jusqu’à la durée de conservation nominale du produit. »
