Qu’est-ce que la microfluidique ?
La microfluidique désigne la création d’écoulements de fluides dans des canaux microfluidiques d’une largeur allant d’un micromètre à un millimètre.
En raison des différentes échelles de celle-ci, la tension superficielle et la viscosité sont plus dominantes dans le micro-espace que les effets de la gravité ainsi que des forces d’inertie des lois générales de la mécanique des fluides.
Les canaux microfluidiques sont créés à l’aide de la technologie de microfabrication des semi-conducteurs. Ils se servent des avantages du micro-espace pour réduire l’utilisation de réactifs et augmenter l’efficacité des réactions. Ils sont utilisés dans une variété d’utilisations incorporant des technologies d’ingénierie telles que la miniaturisation des dispositifs microfluidiques et des périphériques, la réduction de l’énergie de la température de réaction, l’électrochimie dans le micro-espace, l’intégration des capteurs et l’automatisation.
Utilisations de la microfluidique
Lorsque des réactions chimiques sont effectuées par mélange de deux fluides à l’aide de la microfluidique, la grande surface spécifique permet un mélange plus rapide que les méthodes discontinues. Cela en raison de l’effet plus important de la diffusion moléculaire.
Les utilisations comprennent par exemple la production de gouttelettes monodisperses par pompage de liquides en phase non miscible dans des canaux microfluidiques pour une utilisation dans les produits pharmaceutiques et cosmétiques. Mais également l’encapsulation de cellules dans des gouttelettes pour la culture dans des tubes à essai ou des boîtes de Petri extrêmement petits. Elle sert aussi pour l’analyse à haut débit en combinaison avec des FACS ainsi que des séquenceurs utilisant des gouttelettes encapsulées avec des cellules et enfin pour l’analyse à haut débit en combinaison avec le FACS et les séquenceurs.
Création de gouttelettes à l’aide de la microfluidique
Diverses formes de microfluidique ont été développées pour différentes applications. Les matériaux utilisés pour la microfluidique sont le PDMS, le verre et le plastique. Celle en forme de croix est généralement utilisée pour la création de gouttelettes. Le fluide pompé est utilisé dans des combinaisons non miscibles de phases dispersées et continues.
La phase continue s’écoule des canaux supérieur et inférieur, puis atteint la zone de jonction. La solution, qui est produite sous forme de gouttelettes, est introduite par la section centrale du côté gauche. Des microgouttelettes sont générées au niveau de la section de jonction car la solution dans le canal de la phase gouttelettes est pincée et coupée par le haut ainsi que le bas sous l’effet des forces de cisaillement.
La taille des gouttelettes peut être contrôlée par le rapport entre les débits des deux fluides. L’augmentation du débit de chaque fluide peut améliorer le nombre de gouttelettes produites par seconde. Toutefois, si la vitesse d’écoulement est trop rapide, elles ne peuvent pas se former et courant-jet se crée.