Microlab sur une puce : Un système pour l'analyse automatisée de l'eau

Une puce microfluidique prélève un échantillon d'eau, y ajoute les produits chimiques nécessaires et le transporte jusqu'au site de détection. Quel est l'intérêt ? Il s'agit d'analyser l'eau de manière entièrement automatique, avec différents paramètres et au coût le plus bas possible. Un prototype de puce perfectionné pour les dispositifs d'analyse de l'eau est issu du projet MICROCHIP de l'Institut Fraunhofer de microtechnique et de microsystèmes IMM.

Que ce soit dans une usine de traitement de l'eau, un laboratoire, une piscine ou au robinet, qui n'aimerait pas avoir à portée de main une analyse rapide et facile de l'eau ? Grâce au laboratoire microfluidique sur puce développé dans le cadre du projet MICROCHIP, il est possible d'analyser des échantillons de manière entièrement automatique à partir de quelques gouttes et en peu de temps. Ainsi, le fait de permettre à un personnel sans formation de détecter six paramètres pertinents pour l'analyse de l'eau en parallèle avec un appareil de mesure peu coûteux permet d'économiser du temps et des coûts supplémentaires. En outre, les erreurs d'utilisation sont éliminées avec cette méthodologie. Les réactifs ne peuvent pas être mélangés et la quantité d'eau adaptée à la méthode est fixée par la puce.

Miroir au lieu de transparence

La puce atteint une grande précision de mesure. Cela est possible, entre autres, grâce à une longueur de trajet étendue et à une conception adaptée qui maintient la puce compacte. Au lieu de la solution de transmission initialement prévue, les partenaires du projet ont opté pour une solution dite "miroir". La nouvelle conception du matériel avec des LED de différentes couleurs permet finalement l'analyse de la méthode de mesure basée sur la photométrie, dans laquelle des échantillons d'eau colorés sont évalués.

Un format de carte de crédit bourré de technologie

Au final, la puce atteint à peu près la taille d'une carte de crédit, associée à de nombreuses technologies telles qu'une carte électronique avec des capteurs photométriques, des mélangeurs à ultrasons, des réservoirs de pression ainsi qu'une pompe péristaltique pour l'insertion de la puce et un mécanisme de pression qui ont dû être logés dans le petit boîtier. Par rapport aux solutions précédentes, celle-ci est beaucoup plus rentable. Les partenaires du projet montrent qu'il est possible d'effectuer des analyses multiparamétriques de l'eau dans une puce en polymère. Ils n'utilisent pas de technologies complexes et coûteuses telles que le blister et la lyophilisation. Au lieu de cela, ils sèchent les réactifs directement dans les chambres de la puce. Une simple pompe péristaltique est utilisée pour diriger le liquide de mesure à travers la puce. Ainsi, les capteurs mesurent le liquide coloré par les réactifs dans la même chambre de mesure que l'échantillon de référence précédemment incolore. La puce est fabriquée par moulage par injection. Pour que la puce soit également étanche à la pression vers l'extérieur, les canaux d'une coque supérieure noire et d'une coque inférieure transparente sont soudés ensemble par un procédé au laser.

Les précédents systèmes comparables d'analyse automatisée de l'eau après ajout de l'échantillon d'eau dans des puces en polymère sont soit trop volumineux, soit analysent moins de paramètres en parallèle. Le démonstrateur développé et mis en œuvre dans le cadre du consortium n'est pas encore prêt pour une production de masse. Toutefois, les résultats du développement et des tests sont déjà utilisés par l'un des partenaires du projet, Water-i.d. GmbH, pour la production d'autres dispositifs et réactifs d'analyse de l'eau.

Pour plus d'informations, visitez le site :

https://www.imm.fraunhofer.de/en/press-publications/project-microchip.html

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