[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

EP3728556A1 - Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method - Google Patents

Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method

Info

Publication number
EP3728556A1
EP3728556A1 EP18845401.1A EP18845401A EP3728556A1 EP 3728556 A1 EP3728556 A1 EP 3728556A1 EP 18845401 A EP18845401 A EP 18845401A EP 3728556 A1 EP3728556 A1 EP 3728556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
analysis
well
analysis chamber
chamber
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18845401.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sarah Milgram
Damien FLEURY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanobiose SAS
Original Assignee
Nanobiose SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1762896A external-priority patent/FR3075823A1/en
Priority claimed from FR1762895A external-priority patent/FR3075817B1/en
Application filed by Nanobiose SAS filed Critical Nanobiose SAS
Publication of EP3728556A1 publication Critical patent/EP3728556A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/16Microfluidic devices; Capillary tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502769Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements
    • B01L3/502776Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by multiphase flow arrangements specially adapted for focusing or laminating flows
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6863Cytokines, i.e. immune system proteins modifying a biological response such as cell growth proliferation or differentiation, e.g. TNF, CNF, GM-CSF, lymphotoxin, MIF or their receptors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0864Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices comprising only one inlet and multiple receiving wells, e.g. for separation, splitting

Definitions

  • a first well intended to receive a biological sample, the substrate defining sidewalls and at least one bottom or top wall of the first well, the first well opening on the surface of a face of the substrate,
  • first inlet and the first outlet of the first well define a different first axis and not parallel to a second axis defined by the first analysis input and the discharge outlet of the first analysis chamber
  • first analysis chamber is closed by an analysis wall comprising capture elements configured to capture at least one biomarker of the first liquid flowing in the first analysis chamber, the analysis wall being mounted in detachable manner with respect to the substrate.
  • the microfluidic chip 1 comprises a first input channel 4a intended to feed the first well 2a.
  • the first input channel 4a opens into the first well 2a by means of the first input.
  • the first input channel 4a is intended to be connected to a flow generator which feeds the microfluidic chip 1 with a liquid or several different liquids.
  • the first input channel 4a ends with the first input.
  • the directions of flow are defined by the axes of revolution.
  • the capturing elements 6a can also be configured to fix the revealing reagent and thus allow a positive revealing control.
  • the analysis surface may include areas with positive revealing controls and / or areas with biomarker-specific sensors, as well as positional markers that are visible when acquiring the signal or measurement.
  • the chip advantageously comprises an additional channel which is connected to the first outlet channel 5a between the outlet of the first well 2a and the first analysis chamber 3a at a first junction. In this way, the developing reagent can be mixed with the liquid leaving the first well 2a without interfering with the cell culture.
  • the wall presenting the analysis surface can be transparent to optical wavelengths. It can also be performed in a non-self-fluorescent material to allow the use of fluorescence microscopy as an analytical technique.
  • Wall analysis is preferably made of glass, plastic or composite material and covered or not with a thin metal layer, polymer or chemical functionalization.
  • the chip comprises an additional channel 4b / 5b connected to the first output channel 5a between the output of the first well 2a and the first analysis chamber 3a.
  • the outlet channel 5a is intended to be fed with an additional stream which is advantageously a liquid which contains a revelation reagent.
  • the first well 2a can be fed with a second liquid comprising a second composition.
  • the first well 2 is fed with a second flow and a second pressure, at least one parameter chosen from the second composition, the second flow and the second pressure being respectively different from the first composition, the first flow and the first pressure.
  • the cell culture emits biomarkers in response to the second liquid.
  • the first and second fluid supply is configured for the biomarkers to reach the analysis chamber 3.
  • the biomarkers are picked up by the probes 6a and it is possible to compare the difference in response between the first liquid and the second liquid for a second time. same cell culture in the same chip. By changing the pressure and / or the flow, it is possible to simulate a mechanical stress on the cell culture.
  • the biomarkers representative of the cellular response contained in the liquid from the cell culture wells are then captured on the probes 6a present in the analysis chamber 3. If necessary, a revelation reagent is brought into contact with the biomarkers captured on the cells. probes 6a to highlight an analyzable signal.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

The microfluidic chip (1) comprises: • at least one inlet channel (4) connected to at least one well (2), each well (2) being associated with an outlet channel (5), • at least one analysis chamber (3a, 3b) connected to at least one well (2). • an analysis surface (6) comprising collection elements (6a) collecting biomarkers present in the liquid originating from the well (2) and representative of the cellular response of a biological sample contained in the well (2). A flow of liquid flows from the well (2) towards the analyse surface (6) comprising the collection elements (6a). The flow of liquid flows at between 0.1µL/min. and 2 ml/min. and flows in a laminar manner through the analysis chamber (3a, 3b). The chip (1) is part of a microfluidic lab-on-a-chip provided with a flow generator applying a plurality of different liquids.

Description

Puce micro-fluidique, laboratoire sur puce-micro-fluidique, procédé de fabrication d’une telle puce et procédé d’analyse  Micro-fluidic chip, on-chip-micro-fluidic laboratory, method for manufacturing such a chip and analysis method
Domaine technique de l'invention Technical field of the invention
L’invention est relative à une puce micro-fluidique, à un laboratoire sur puce micro- fluidique, à un procédé de fabrication d’une puce micro-fluidique et à un procédé d’analyse.  The invention relates to a microfluidic chip, to a microfluidic on-chip laboratory, to a process for manufacturing a microfluidic chip and to an analysis method.
État de la technique State of the art
Pour détecter, identifier et suivre la réponse de cellules à des stimuli biologiques (virus, bactéries, etc.), chimiques (médicaments, etc.) ou mécaniques (application d’un flux à travers les cellules, d’une pression, d’une contrainte de cisaillement, etc.), un profil cytokinique peut être établi. Pour cela, il faut connaître la nature des cytokines sécrétées par les cellules, leur quantité ainsi que la cinétique de sécrétion des cytokines.  To detect, identify and monitor the response of cells to biological stimuli (viruses, bacteria, etc.), chemical (drugs, etc.) or mechanical stimuli (application of a flow through cells, pressure, shear stress, etc.), a cytokine profile can be established. For that, one must know the nature of the cytokines secreted by the cells, their quantity as well as the kinetics of cytokine secretion.
A l’heure actuelle, les techniques et équipements disponibles pour réaliser ce type d’étude sont complexes et nécessitent de nombreuses étapes expérimentales ce qui rend ces approches peu utiles d’un point de vue industriel ou quasi-industriel. Les cellules doivent d’abord être mises en cultures avant que le résultat d’une réaction soit prélevé et analysé. L’analyse comportera alors plusieurs étapes de marquage, lavage, révélation et analyse. Ces étapes sont à la fois longues et coûteuses. Le résultat n’est accessible que plusieurs heures, voire plusieurs jours après la réalisation de l’expérience de biologie cellulaire. At the present time, the techniques and equipment available to carry out this type of study are complex and require many experimental steps which makes these approaches of little use from an industrial or quasi-industrial point of view. The cells must first be cultured before the result of a reaction is taken and analyzed. The analysis will then include several stages of marking, washing, revelation and analysis. These steps are both time consuming and expensive. The result is only accessible for several hours, or even several days after the completion of the cell biology experiment.
Aussi, pour réduire la durée des analyses et leur coût, la quantité d’échantillons analysés et leur temps d’exposition sont réduits au strict minimum. Cependant, lorsque la quantité d’échantillons et/ou le temps d’analyse sont trop réduits, cela peut conduire à des résultats qui reflètent mal la réponse réelle du système immunitaire car les équipements et/ou les protocoles ne sont pas adaptés. Pour remédier à ce problème, différents dispositifs sont développés. Selon l’approche proposée dans le document intitulé « Reconfigurable microfluidic device with integrated antibody arrays for capture, multiplexed stimulation and cytokine profiling of human monocytes », Vu et al., Biomicrofluidics 9, 04415 (2015), plusieurs populations de cellules sont capturées et organisées en deux dimensions sur des zones spécifiques d’une surface d’analyse. Un système de perfusion monté sur la surface d’analyse permet le multiplexage, c’est-à-dire qu’il est choisi pour pouvoir observer simultanément la réponse cytokinique générée par plusieurs types de stimuli biochimiques après la perfusion. Les cytokines produites en réponse aux différents stimuli sont capturées sur d’autres zones spécifiques de la surface d’analyse et révélées grâce à des réactifs spécifiques. La capture des cellules par leurs récepteurs membranaires et leur organisation en 2D crée un environnement de culture cellulaire sensiblement éloigné des conditions physiologiques. Also, to reduce the duration of the analyzes and their cost, the quantity of samples analyzed and their exposure time are reduced to the strict minimum. However, when the quantity of samples and / or the analysis time are too small, this can lead to results that do not reflect the real response of the immune system because the equipment and / or protocols are not suitable. To remedy this problem, different devices are developed. According to the approach proposed in the document entitled "Reconfigurable microfluidic device with integrated antibody arrays for capture, multiplexed stimulation and cytokine profiling of human monocytes", Vu et al., Biomicrofluidics 9, 04415 (2015), several cell populations are captured and organized in two dimensions on specific areas of an analysis surface. An infusion system mounted on the assay surface allows for multiplexing, i.e., it is chosen to simultaneously observe the cytokine response generated by several types of biochemical stimuli after the infusion. Cytokines produced in response to different stimuli are captured on other specific areas of the assay surface and revealed by specific reagents. The capture of cells by their membrane receptors and their organization in 2D creates a cell culture environment substantially removed from physiological conditions.
Selon un autre axe d’amélioration, Prot et al. proposent dans la publication intitulée « Integrated proteomic and transcriptomic investigation of the acetaminophen toxicity in liver microfluidic biochip » (PLoS One, 2011. 6(8) : p.212-68) d’utiliser la micro- fluidique afin de cultiver des cellules de foie dans un environnement tridimensionnel et sous perfusion continue de nutriments et molécules toxiques. Les analyses réalisées a posteriori permettent de quantifier la toxicité des molécules testées de façon plus précise et plus sûre que dans les conditions de culture en 2D et sans perfusion. Les résultats obtenus en 3D étaient en effet plus proches de ceux observés chez l’animal de laboratoire. According to another axis of improvement, Prot et al. propose in the publication "Integrated proteomic and transcriptomic investigation of the acetaminophen toxicity in liver microfluidic biochip" (PLoS One, 2011. 6 (8): p.212-68) to use microfluidics in order to cultivate liver in a three-dimensional environment and under continuous infusion of nutrients and toxic molecules. The analyzes carried out a posteriori make it possible to quantify the toxicity of the tested molecules more accurately and more surely than under the conditions of culture in 2D and without infusion. The results obtained in 3D were indeed closer to those observed in laboratory animals.
Par ailleurs, dans la publication intitulée « High-Content Quantification of Single-Cell Immune Dynamics » (Cell Reports, Volume 15, 2016), Junkin et al. divulguent un dispositif micro-fluidique dans lequel plusieurs tests biologiques peuvent être réalisés en parallèle, et dans lequel les cellules sont placées sous perfusion de sorte à réaliser des analyses dynamiques. Le système micro-fluidique est couplé à un microscope de fluorescence afin d’observer en temps réel la réponse de plusieurs cellules individualisées, c’est-à-dire isolées les unes des autres. Ces dispositifs micro-fluidiques tentent d’améliorer les conditions d’analyse de la réponse immunitaire d’une culture cellulaire. Mais ces améliorations ne sont pas suffisantes pour être en accord avec les attentes du marché, qui souhaite obtenir un dispositif peu coûteux, permettant la réalisation d’analyses complexes, et fournissant des résultats rapides et fiables. Furthermore, in the publication "High-Content Quantification of Single Cell Immune Dynamics" (Cell Reports, Volume 15, 2016), Junkin et al. disclose a microfluidic device in which several biological tests can be performed in parallel, and wherein the cells are placed under perfusion so as to perform dynamic analyzes. The microfluidic system is coupled to a fluorescence microscope to observe in real time the response of several individualized cells, that is to say isolated from each other. These microfluidic devices attempt to improve the conditions for analyzing the immune response of a cell culture. But these improvements are not sufficient to be in line with the expectations of the market, which wants to obtain a low-cost device, allowing the realization of complex analyzes, and providing fast and reliable results.
Objet de l'invention Object of the invention
Un objet de l’invention consiste à proposer une puce micro-fluidique permettant de connaître la réponse d’un échantillon cellulaire en réalisant des analyses complexes associant un environnement cellulaire plus physiologique et une détection multiparamétriques de biomarqueurs en continue et en fournissant un résultat utilisable plus rapidement qu’avec les solutions proposées par l’art antérieur.  An object of the invention is to provide a micro-fluidic chip for knowing the response of a cell sample by carrying out complex analyzes associating a more physiological cellular environment and a multiparametric detection of biomarkers continuously and providing a more usable result. quickly than with the solutions proposed by the prior art.
La puce est remarquable en ce qu’elle comporte : The chip is remarkable in that it comprises:
• un premier puits destiné à recevoir un échantillon biologique, le substrat définissant des parois latérales et au moins une paroi de fond ou de sommet du premier puits, le premier puits débouchant à la surface d’une face du substrat,  A first well intended to receive a biological sample, the substrate defining sidewalls and at least one bottom or top wall of the first well, the first well opening on the surface of a face of the substrate,
• un premier canal d’entrée destiné à alimenter le premier puits avec un premier liquide, le premier canal d’entrée se terminant par une première entrée débouchant dans le premier puits,  A first inlet channel intended to supply the first well with a first liquid, the first inlet channel ending with a first inlet opening into the first well,
• un premier canal de sortie ayant une première extrémité formée par une première sortie du premier puits pour évacuer le premier liquide,  A first outlet channel having a first end formed by a first outlet of the first well for discharging the first liquid,
• une première chambre d’analyse possédant une première entrée d’analyse connectée au premier puits au moyen du premier canal de sortie et une sortie d’évacuation débouchant dans la première chambre d’analyse et distincte de la première entrée d’analyse, la première chambre d’analyse possédant un fond formé par le substrat,  A first analysis chamber having a first analysis input connected to the first well by means of the first output channel and an evacuation outlet opening into the first analysis chamber and distinct from the first analysis input; first analysis chamber having a bottom formed by the substrate,
en ce que la première entrée et la première sortie du premier puits définissent un premier axe différent et non parallèle à un deuxième axe défini par la première entrée d’analyse et la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse, et en ce que la première chambre d’analyse est fermée par une paroi d’analyse comportant des éléments de captation configurés pour capturer au moins un biomarqueur du premier liquide circulant dans la première chambre d’analyse, la paroi d’analyse étant montée de manière amovible par rapport au substrat. in that the first inlet and the first outlet of the first well define a different first axis and not parallel to a second axis defined by the first analysis input and the discharge outlet of the first analysis chamber, and in that the first analysis chamber is closed by an analysis wall comprising capture elements configured to capture at least one biomarker of the first liquid flowing in the first analysis chamber, the analysis wall being mounted in detachable manner with respect to the substrate.
De manière avantageuse, le premier puits est fermé au moyen d’une couche de couverture distincte de la paroi d’analyse de manière à pouvoir démonter la paroi d’analyse indépendamment de la couche de couverture. Advantageously, the first well is closed by means of a cover layer distinct from the analysis wall so as to be able to dismount the analysis wall independently of the covering layer.
Dans un développement, la couche de couverture est montée de manière amovible par rapport à la face du substrat. In one development, the cover layer is removably mounted relative to the face of the substrate.
Dans un mode de réalisation particulier, la couche de couverture définit au moins un orifice traversant formant un anneau entourant la sortie du premier canal de sortie, l’anneau défini dans la couche de couverture formant complètement ou partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse, la face du substrat formant une paroi de fond de la première chambre d’analyse. In a particular embodiment, the cover layer defines at least one through hole forming a ring surrounding the outlet of the first outlet channel, the ring defined in the cover layer forming completely or partially the side walls of the first chamber. analysis, the substrate face forming a bottom wall of the first analysis chamber.
Dans une configuration préférentielle, les parois latérales de la première chambre d’analyse sont partiellement formées dans le substrat, la première chambre d’analyse étant formée par une première cavité débouchant sur la face du substrat, la couche de couverture définissant un anneau entourant la première cavité et formant partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse. In a preferred configuration, the side walls of the first analysis chamber are partially formed in the substrate, the first analysis chamber being formed by a first cavity emerging on the face of the substrate, the covering layer defining a ring surrounding the first cavity and partially forming the side walls of the first analysis chamber.
Dans un mode de réalisation alternatif, les parois latérales du premier canal de sortie sont formées par une rainure dans la face du substrat, la couche de couverture refermant le premier puits et le premier canal de sortie jusqu’à la première chambre d’analyse. In an alternative embodiment, the sidewalls of the first output channel are formed by a groove in the face of the substrate, the cover layer enclosing the first well and the first output channel to the first analysis chamber.
Dans une configuration avantageuse, le premier canal de sortie est défini par une rainure formée dans la couche de couverture qui referme le premier puits. De manière préférée, un canal additionnel est connecté au premier canal de sortie entre la sortie du premier puits et la première chambre d’analyse. Le canal additionnel est avantageusement formé par une rainure additionnelle dans la face du substrat et/ou dans la couche de couverture. In an advantageous configuration, the first outlet channel is defined by a groove formed in the cover layer which closes the first well. Preferably, an additional channel is connected to the first output channel between the output of the first well and the first analysis chamber. The additional channel is advantageously formed by an additional groove in the face of the substrate and / or in the cover layer.
Il est avantageux de prévoir que la première chambre d’analyse comporte des première et deuxième entrées d’analyse définissant respectivement des première et deuxième directions d’introduction de liquide dans la première chambre d’analyse. Les première et deuxième entrées d’analyse sont agencées de sorte que les première et deuxième directions d’introduction de liquide soient sécantes dans la première chambre d’analyse. It is advantageous to provide that the first analysis chamber comprises first and second analysis inputs respectively defining first and second liquid introduction directions in the first analysis chamber. The first and second analysis inputs are arranged so that the first and second liquid introduction directions intersect in the first analysis chamber.
Préférentiellement, la puce comporte une évacuation reliée à la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse et des premier et deuxième septums configurés pour fermer de manière étanche le premier canal d’entrée et l’évacuation. Preferably, the chip comprises an evacuation connected to the evacuation outlet of the first analysis chamber and the first and second septums configured to seal the first inlet channel and the evacuation.
Dans un autre développement, la distance séparant la paroi d’analyse et le fond de la première chambre d’analyse est inférieure à 2 mm. In another development, the distance separating the analysis wall and the bottom of the first analysis chamber is less than 2 mm.
L’invention a également pour objet un laboratoire sur puce qui est compact tout est restant particulièrement efficace. The invention also relates to a lab on a chip which is compact while remaining particularly effective.
Le Laboratoire sur puce micro-fluidique est remarquable en ce qu’il comporte : The micro-fluidic on-chip laboratory is remarkable in that it comprises:
• une puce micro-fluidique selon l’un des modes de réalisation précédents, la puce micro-fluidique comportant une couche de couverture refermant le premier puits et une paroi d’analyse refermant la première chambre d’analyse de manière amovible, la paroi d’analyse étant munie d’éléments de captation configurés pour capturer au moins un biomarqueur du liquide circulant dans la première chambre d’analyse et issu du premier puits ;  A micro-fluidic chip according to one of the preceding embodiments, the microfluidic chip comprising a covering layer enclosing the first well and an analysis wall closing the first analysis chamber in a removable manner, the wall of analysis being provided with capturing elements configured to capture at least one biomarker of the liquid flowing in the first analysis chamber and from the first well;
• un générateur de flux connecté au premier canal d’entrée de la puce micro- fluidique, le générateur de flux étant configuré pour émettre au moins un premier flux de liquide destiné à traverser au moins le premier puits rempli par un échantillon cellulaire et la chambre d’analyse, le premier flux de liquide ayant un débit compris entre 0,1mI_/itiίh et 2 mL/min de sorte que le flux de liquide qui s’écoule dans la première chambre d’analyse soit laminaire dans au moins une moitié de la première chambre d’analyse comportant la sortie d’évacuation. A flow generator connected to the first input channel of the microfluidic chip, the flow generator being configured to emit at least a first liquid flow intended to pass through at least the first well filled with a cell sample and the analysis chamber, the first flow of liquid having a flow rate of between 0.1 mI / h and 2 mL / min so that the flow of liquid flowing in the first analysis chamber is laminar in at least half of the first analysis chamber having the exhaust outlet.
Dans un développement, le générateur de flux est connecté à un canal additionnel de la puce micro-fluidique et dans lequel le générateur de flux est configuré pour :In a development, the flow generator is connected to an additional channel of the microfluidic chip and wherein the flow generator is configured to:
• appliquer un premier flux sur le premier canal d’entrée de manière à alimenter le premier puits pendant une première période, le premier flux comportant un premier liquide comprenant au moins des nutriments, Applying a first flow on the first inlet channel so as to feed the first well during a first period, the first flow comprising a first liquid comprising at least nutrients,
• appliquer un flux additionnel sur le canal additionnel, le flux additionnel comportant des réactifs configurés pour réagir avec des biomarqueurs caractéristiques d’une réponse cellulaire de l’échantillon biologique contenu dans le premier puits, les éléments de captation étant configurés pour capter et/ou réagir avec les biomarqueurs.  Applying an additional stream on the additional channel, the additional stream comprising reagents configured to react with biomarkers characteristic of a cellular response of the biological sample contained in the first well, the capture elements being configured to capture and / or react with biomarkers.
L’invention a également pour objet un procédé de réalisation d’une puce qui est facile à mettre en œuvre. The invention also relates to a method for producing a chip that is easy to implement.
Le procédé est remarquable en ce qu’il comporte les étapes successives suivantes :The process is remarkable in that it comprises the following successive steps:
- fournir une puce micro-fluidique selon l’un des modes de réalisation précédents,supplying a microfluidic chip according to one of the preceding embodiments,
- refermer le premier puits au moyen d’une couche de couverture qui forme au moins partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse,- Close the first well by means of a cover layer which at least partially forms the side walls of the first analysis chamber,
- refermer la première chambre d’analyse au moyen d’une paroi d’analyse comportant des éléments de captation configurés pour capturer des constituants du liquide circulant dans la première chambre d’analyse. - Close the first analysis chamber by means of an analysis wall comprising capturing elements configured to capture constituents of the liquid flowing in the first analysis chamber.
Un autre objet de l’invention consiste à proposer un procédé d’analyse d’une culture cellulaire au moyen d’une puce micro-fluidique. Le procédé permet de réaliser des analyses complexes, de manière rapide et efficace, afin de connaître la réponse d’une culture cellulaire face à plusieurs types de stimuli (substance chimique, biochimique, biologique, pharmaceutique, stress mécanique, rayonnement, matériau, etc.). Another object of the invention is to provide a method of analyzing a cell culture by means of a microfluidic chip. The method makes it possible to carry out complex analyzes, quickly and efficiently, in order to know the response of a cell culture to several types of stimuli (chemical substance, biochemical, biological, pharmaceutical, mechanical stress, radiation, material, etc.).
Pour cela, le procédé d’analyse d’une culture cellulaire comporte : For this purpose, the method for analyzing a cell culture comprises:
• fournir une puce micro-fluidique comportant :  Provide a microfluidic chip comprising:
o un premier puits rempli par un échantillon cellulaire émettant une première réponse cellulaire contenant au moins un biomarqueur;  a first well filled with a cell sample emitting a first cellular response containing at least one biomarker;
o une première chambre d’analyse possédant une première entrée d’analyse connectée fluidiquement au premier puits au moyen d’un premier canal de sortie et une sortie d’évacuation débouchant dans la première chambre d’analyse et distincte de la première entrée d’analyse,  a first analysis chamber having a first analysis input fluidly connected to the first well by means of a first output channel and an evacuation outlet opening into the first analysis chamber and distinct from the first input of analysis,
o des éléments de captation disposés sur une paroi de la première chambre d’analyse, les éléments de captation étant configurés pour capturer au moins un biomarqueur représentatif de la première réponse cellulaire circulant depuis le premier puits jusqu’à la première chambre d’analyse ;  o capturing elements disposed on a wall of the first analysis chamber, the capturing elements being configured to capture at least one representative biomarker of the first cellular response flowing from the first well to the first analysis chamber;
• appliquer un premier flux de liquide alimentant le premier puits de sorte que la première réponse cellulaire soit emmenée depuis le premier puits jusqu’à la sortie d’évacuation à travers la première chambre d’analyse, ledit au moins un biomarqueur circulant dans la première chambre d’analyse pour être capté par les éléments de captation,  Applying a first stream of liquid supplying the first well so that the first cellular response is taken from the first well to the evacuation outlet through the first analysis chamber, said at least one biomarker flowing in the first chamber; analysis chamber to be captured by the capturing elements,
• analyser les éléments de captation.  • analyze the capturing elements.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le procédé comporte la fourniture d’au moins un réactif de révélation configuré pour réagir avec ledit au moins un biomarqueur représentatif de la première réponse cellulaire capté par les éléments de captation, ledit au moins un réactif de révélation traversant la première chambre d’analyse simultanément ou postérieurement au passage dudit au moins un biomarqueur dans la première chambre d’analyse, l’analyse des éléments de captation étant réalisée en recherchant ledit au moins un réactif de révélation. De manière préférée, le procédé comporte appliquer un deuxième flux sur une entrée additionnelle de la puce micro-fluidique, l’entrée additionnelle débouchant dans le premier canal de sortie par une première jonction se trouvant entre le premier puits et la première chambre d’analyse de sorte que le deuxième flux pénètre dans la première chambre d’analyse, le deuxième flux comportant ledit au moins un réactif de révélation de sorte que ledit au moins un réactif de révélation soit dépourvu de contact avec l’échantillon cellulaire. According to a particular embodiment of the invention, the method comprises the provision of at least one revelation reagent configured to react with said at least one biomarker representative of the first cellular response captured by the capture elements, said at least one revealing reagent passing through the first analysis chamber simultaneously or after the passage of said at least one biomarker in the first analysis chamber, the analysis of the capture elements being carried out by searching for said at least one revelation reagent. Preferably, the method comprises applying a second stream to an additional input of the microfluidic chip, the additional input opening into the first output channel through a first junction located between the first well and the first analysis chamber. so that the second stream enters the first analysis chamber, the second stream comprising said at least one developing reagent so that said at least one developing reagent is devoid of contact with the cell sample.
Selon un mode de réalisation spécifique, le procédé comporte le remplissage du premier canal de sortie, après la première jonction, alternativement par le premier flux comportant ledit au moins un biomarqueur et par le deuxième flux comportant ledit au moins un réactif de révélation. According to a specific embodiment, the method comprises filling the first output channel, after the first junction, alternatively by the first stream comprising the said at least one biomarker and the second stream comprising the said at least one revelation reagent.
Selon un mode de réalisation alternatif, la première jonction est associée à un mélangeur configuré pour mélanger le premier flux avec le deuxième flux dans le premier canal de sortie après la première jonction. According to an alternative embodiment, the first junction is associated with a mixer configured to mix the first stream with the second stream in the first output channel after the first junction.
Dans un autre développement, la puce micro-fluidique comporte un deuxième puits comportant un échantillon cellulaire additionnel émettant une deuxième réponse cellulaire avec au moins un biomarqueur additionnel, le deuxième puits étant connecté fluidiquement à la première chambre d’analyse par un deuxième canal de sortie rejoignant le premier canal de sortie avant la première chambre d’analyse, le générateur de flux alimentant les premier et deuxième puits de manière à emmener le biomarqueur et le biomarqueur additionnel représentatifs respectivement des première et deuxième réponses cellulaires dans la première chambre d’analyse et délivrer des premier et deuxième flux laminaires à l’intérieure de la première chambre d’analyse, le biomarqueur et le biomarqueur additionnel étant présents respectivement dans les premier et deuxième flux laminaires. In another development, the microfluidic chip comprises a second well comprising an additional cell sample emitting a second cellular response with at least one additional biomarker, the second well being fluidly connected to the first analysis chamber by a second output channel. joining the first output channel before the first analysis chamber, the flow generator supplying the first and second wells so as to take the representative biomarker and additional biomarker respectively of the first and second cellular responses in the first analysis chamber and delivering first and second laminar flows within the first analysis chamber, the biomarker and the additional biomarker being respectively present in the first and second laminar flows.
Dans un mode de réalisation particulier, le premier puits est rempli par l’échantillon cellulaire avant la fermeture du premier puits par une couche de couverture, la couche de couverture formant au moins partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse. In a particular embodiment, the first well is filled with the cell sample before closing the first well by a cover layer, the cover layer at least partially forming the side walls of the first analysis chamber.
De manière avantageuse, la première chambre d’analyse est fermée au moyen d’une paroi d’analyse comportant les éléments de captation. Advantageously, the first analysis chamber is closed by means of an analysis wall comprising the capturing elements.
Préférentiellement, le procédé d’analyse comporte le démontage de la paroi d’analyse pour réaliser l’analyse des éléments de captation hors de la première chambre d’analyse. Preferably, the analysis method comprises disassembly of the analysis wall to perform the analysis of the capturing elements out of the first analysis chamber.
Dans un mode de réalisation particulier, la puce est définie dans un substrat A, le substrat A définissant un fond et une paroi latérale du premier puits et une rainure formant le premier canal de sortie et dans lequel le procédé d’analyse comporte la fermeture de manière étanche du premier puits et du premier canal de sortie au moyen d’un couche de couverture amovible. In a particular embodiment, the chip is defined in a substrate A, the substrate A defining a bottom and a side wall of the first well and a groove forming the first outlet channel and in which the analysis method comprises the closure of sealing manner of the first well and the first outlet channel by means of a removable cover layer.
Selon un mode de réalisation alternatif, la couche de couverture définit une ouverture formant un anneau fermé autour de la première chambre d’analyse et dans lequel le procédé comporte, après l’installation de la couche de couverture, l’installation d’une surface d’analyse fermant la première chambre d’analyse de manière étanche, la surface d’analyse comportant les éléments de captation. According to an alternative embodiment, the cover layer defines an opening forming a closed ring around the first analysis chamber and wherein the method comprises, after the installation of the cover layer, the installation of a surface analyzer closing the first analysis chamber in a sealed manner, the analysis surface comprising the capturing elements.
Selon un mode de réalisation spécifique, les parois latérales du premier canal de sortie sont au moins partiellement formées dans la couche de couverture. According to a specific embodiment, the side walls of the first outlet channel are at least partially formed in the cover layer.
Description sommaire des dessins Brief description of the drawings
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :  Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention given by way of non-limiting example and represented in the accompanying drawings, in which:
- la figure 1 représente une puce micro-fluidique selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 représente une puce micro-fluidique selon un deuxième mode de réalisation, FIG. 1 represents a microfluidic chip according to a first embodiment, FIG. 2 represents a microfluidic chip according to a second embodiment,
- la figure 3 représente une vue éclatée d’une puce micro-fluidique selon un mode de réalisation de l’invention,  FIG. 3 represents an exploded view of a microfluidic chip according to one embodiment of the invention,
- la figure 4 représente un laboratoire sur puce micro-fluidique utilisant la puce de la figure 3 après assemblage des différentes pièces, ainsi qu’un générateur de flux, le flux étant schématisé par des flèches au niveau des entrées.  FIG. 4 represents a microfluidic on-chip laboratory using the chip of FIG. 3 after assembly of the various parts, as well as a flow generator, the flow being represented by arrows at the inputs.
- la figure 5 représente un autre mode de réalisation d’une puce micro-fluidique, FIG. 5 represents another embodiment of a microfluidic chip,
- les figures 6 et 7 représentent d’autres modes de réalisation d’une puce micro- fluidique. FIGS. 6 and 7 show other embodiments of a microfluidic chip.
Description détaillée detailed description
Une puce micro-fluidique peut avantageusement être utilisée dans le cadre d’analyses biomédicales et/ou biologiques, par exemple pour comprendre l’impact de stress chimiques, biologiques et/ou mécaniques sur le système immunitaire. Il est également possible de suivre l’impact d’un matériau ou d’un rayonnement.  A microfluidic chip can advantageously be used in the context of biomedical and / or biological analyzes, for example to understand the impact of chemical, biological and / or mechanical stresses on the immune system. It is also possible to track the impact of a material or radiation.
Comme illustré sur les différentes figures, la puce micro-fluidique 1 comporte au moins un premier puits 2a destiné à recevoir un échantillon biologique composé en partie de cellules vivantes, par exemple : des tissus, une biopsie, des organoïdes et/ou une culture cellulaire eucaryote ou procaryote. A titre d’exemple, il est considéré que la puce 1 est associée à une culture cellulaire dans la suite de la description. Le premier puits 2a comporte un fond, une paroi latérale et un sommet. Le premier puits 2a est un puits de culture cellulaire, c’est-à-dire qu’il est destiné à contenir des cellules à analyser ou qu’il est destiné à contenir des cellules d’une culture cellulaire. As illustrated in the various figures, the microfluidic chip 1 comprises at least a first well 2a intended to receive a biological sample composed in part of living cells, for example: tissues, a biopsy, organoids and / or a cell culture eukaryotic or prokaryotic. For example, it is considered that the chip 1 is associated with a cell culture in the following description. The first well 2a has a bottom, a side wall and a top. The first well 2a is a cell culture well, that is to say that it is intended to contain cells to be analyzed or that it is intended to contain cells of a cell culture.
Le premier puits 2a possède une première entrée qui débouche dans le premier puits 2a ainsi qu’une première sortie qui débouche dans le premier puits 2a et distincte de la première entrée. Ainsi, il est possible d’avoir un flux de liquide qui traverse le premier puits 2a pour se rapprocher des conditions in-vivo. Le premier puits 2a est réalisé dans un substrat A qui définit les parois latérales du puits et avantageusement le fond et/ou le sommet du puits 2a. Selon les modes de réalisation, le substrat A peut être formé par un seul matériau ou par plusieurs matériaux, par exemple par un empilement de plusieurs couches différentes. Le substrat A est préférentiellement monobloc. The first well 2a has a first inlet which opens into the first well 2a and a first outlet which opens into the first well 2a and distinct from the first inlet. Thus, it is possible to have a flow of liquid that passes through the first well 2a to approach the in-vivo conditions. The first well 2a is made in a substrate A which defines the side walls of the well and preferably the bottom and / or the top of the well 2a. According to the embodiments, the substrate A can be formed by a single material or by several materials, for example by a stack of several different layers. Substrate A is preferably monoblock.
La puce micro-fluidique 1 comporte encore une première chambre d’analyse 3a possédant une première entrée d’analyse. La première chambre d’analyse 3a est destinée à l’analyse de molécules présentes dans le liquide provenant du puits 2a et représentatives de la réponse cellulaire. The micro-fluidic chip 1 further comprises a first analysis chamber 3a having a first analysis input. The first analysis chamber 3a is intended for the analysis of molecules present in the liquid from the well 2a and representative of the cellular response.
La puce micro-fluidique 1 comporte un premier canal d’entrée 4a destiné à alimenter le premier puits 2a. Le premier canal d’entrée 4a débouche dans le premier puits 2a au moyen de la première entrée. Le premier canal d’entrée 4a est destiné à être connecté à un générateur de flux qui alimente la puce micro-fluidique 1 avec un liquide ou plusieurs liquides différents. Le premier canal d’entrée 4a se termine par la première entrée. The microfluidic chip 1 comprises a first input channel 4a intended to feed the first well 2a. The first input channel 4a opens into the first well 2a by means of the first input. The first input channel 4a is intended to be connected to a flow generator which feeds the microfluidic chip 1 with a liquid or several different liquids. The first input channel 4a ends with the first input.
La puce comporte encore un premier canal de sortie 5a destiné à évacuer le premier liquide hors du puits 2a. Le premier canal de sortie 5a possède une première extrémité formée par la première sortie du puits 2a. Le canal d’entrée 4a, le premier puits 2a et le premier canal de sortie 5a sont montés en série selon l’écoulement du fluide. The chip further comprises a first outlet channel 5a for discharging the first liquid out of the well 2a. The first output channel 5a has a first end formed by the first output of the well 2a. The inlet channel 4a, the first well 2a and the first outlet channel 5a are connected in series according to the flow of the fluid.
La première chambre d’analyse 3a est connectée au premier puits 2a au moyen du premier canal de sortie 5a. La première chambre d’analyse 3a possède une première entrée d’analyse disposée à une première extrémité de la chambre 3a et une première sortie d’évacuation qui est disposée à distance de la première entrée d’analyse. La première entrée d’analyse et la première sortie d’évacuation définissent l’écoulement du liquide à l’intérieur de la première chambre d’analyse 3a. De manière avantageuse, la première sortie d’évacuation est disposée à une extrémité opposée à la première entrée d’analyse. La première chambre d’analyse 3a est dissociée du premier puits 2a pour faciliter l’analyse et éventuellement ne pas perturber les cellules présentes dans le premier puits 2a avec des produits réactifs utilisés pour observer et/ou analyser la réponse cellulaire. La chambre d’analyse 3a reçoit le liquide issu du puits 2a et comportant des éléments représentatifs de la réponse cellulaire ou biomarqueurs au moyen du premier canal de sortie 5a de sorte que la chambre d’analyse 3a reçoive en continu une information représentative de la réponse cellulaire. Préférentiellement, la chambre d’analyse 3a est séparée du premier puits 2a par un canal de sortie qui représente un volume de liquide inférieur à 100mί de sorte que l’information produite par le premier puits 2a arrive rapidement dans la chambre d’analyse 3a. Cette configuration permet de suivre, dans le temps, la réaction des cellules se trouvant dans le puits 2a en limitant la perturbation introduite par l’analyse de la réponse cellulaire. The first analysis chamber 3a is connected to the first well 2a by means of the first output channel 5a. The first analysis chamber 3a has a first analysis input disposed at a first end of the chamber 3a and a first evacuation outlet which is disposed remote from the first analysis input. The first analysis input and the first evacuation output define the flow of the liquid within the first analysis chamber 3a. Advantageously, the first discharge outlet is disposed at an end opposite to the first analysis inlet. The first analysis chamber 3a is dissociated from the first well 2a to facilitate the analysis and possibly not to disturb the cells present in the first well 2a with reagents used to observe and / or analyze the cellular response. The analysis chamber 3a receives the liquid from the well 2a and comprising elements representative of the cellular response or biomarkers by means of the first output channel 5a so that the analysis chamber 3a receives continuously information representative of the response. cellular. Preferably, the analysis chamber 3a is separated from the first well 2a by an outlet channel which represents a volume of liquid less than 100mί so that the information produced by the first well 2a arrives quickly in the analysis chamber 3a. This configuration makes it possible to follow, in time, the reaction of the cells in the well 2a by limiting the disturbance introduced by the analysis of the cellular response.
La chambre d’analyse 3a est refermée par une paroi d’analyse 6. La paroi d’analyse 6 est en contact avec le liquide qui traverse la chambre d’analyse et qui provient du puits 2a. La paroi d’analyse 6 présente une surface d’analyse sur laquelle sont installés des dispositifs de captation ou sondes 6a qui capturent certains éléments du liquide qui circulent dans la chambre d’analyse 3a afin de permettre leur détection. The analysis chamber 3a is closed by an analysis wall 6. The analysis wall 6 is in contact with the liquid which passes through the analysis chamber and which comes from the well 2a. The analysis wall 6 has an analysis surface on which capturing devices or probes 6a are installed which capture certain elements of the liquid which circulate in the analysis chamber 3a in order to allow their detection.
Le puits 2a possède des dimensions réduites afin de réduire la quantité de cellules utilisées ainsi que la quantité de réactifs à utiliser. Cependant, pour obtenir ou mesurer un signal suffisant pour réaliser les analyses, il faut prévoir une configuration de puits 2a qui facilite la stimulation des cellules et/ou la récupération des produits issus de la réaction des cellules sans avoir besoin d’appliquer une pression importante dans la puce et notamment dans le puits 2a. De manière avantageuse, le volume du premier puits 2a est inférieur à 1 mL ce qui permet de limiter l’encombrement du puits sans pénaliser la mesure. De manière également avantageuse, le volume du premier puits 2a est supérieur à 5mI. Il est particulièrement avantageux d’utiliser un puits permettant l’installation d’un support de culture cellulaire tridimensionnel afin de se rapprocher des conditions in- vivo. Outre l’organisation tridimensionnelle des cellules qui est plus physiologique, l’avantage des supports de culture ou matrices tridimensionnels est d’augmenter la surface de culture par unité de volume du puits. Cela permet d’avoir plus de cellules sécrétant des biomarqueurs donc plus de biomarqueurs par unité de volume, et ainsi de diminuer la limite de détection de la réponse cellulaire. Il est particulièrement avantageux d’utiliser un support texturé ou poreux pour augmenter la surface de culture. Chacune des trois dimensions du puits 2a est supérieure à IOOmΐti et de préférence inférieure à 10mm. La hauteur du puits est avantageusement supérieure ou égale au rayon hydraulique du puits. The well 2a has reduced dimensions in order to reduce the quantity of cells used as well as the quantity of reagents to be used. However, to obtain or measure a signal sufficient to perform the analyzes, it is necessary to provide a well configuration 2a which facilitates the stimulation of the cells and / or the recovery of the products resulting from the reaction of the cells without the need to apply significant pressure. in the chip and in particular in the well 2a. Advantageously, the volume of the first well 2a is less than 1 ml, which makes it possible to limit the size of the well without penalizing the measurement. Also advantageously, the volume of the first well 2a is greater than 5mI. It is particularly advantageous to use a well allowing the installation of a three-dimensional cell culture support in order to approach in vivo conditions. In addition to the three-dimensional organization of the cells which is more physiological, the advantage of the culture supports or three-dimensional matrices is to increase the culture surface per unit volume of the well. This makes it possible to have more cells secreting biomarkers and therefore more biomarkers per unit volume, and thus to reduce the limit of detection of the cellular response. It is particularly advantageous to use a textured or porous support to increase the culture surface. Each of the three dimensions of the well 2a is greater than 100mΐti and preferably less than 10mm. The height of the well is advantageously greater than or equal to the hydraulic radius of the well.
Les inventeurs proposent de placer judicieusement l’entrée en liquide et la sortie en liquide pour assurer un écoulement homogène dans la majorité du puits afin d’avoir une réponse cellulaire proche des conditions in-vivo. The inventors propose judiciously placing the liquid inlet and the liquid outlet to ensure a homogeneous flow in the majority of the well in order to have a cellular response close to the in-vivo conditions.
Le premier canal d’entrée définit une première direction d’écoulement du liquide. Le premier canal de sortie définit une deuxième direction d’écoulement. Les inventeurs ont observé que pour avoir une plus grande efficacité dans la stimulation de la culture cellulaire, il est intéressant de prévoir que les première et deuxième directions d’écoulement ne soient pas alignées. Ainsi, les nutriments et les molécules à tester sont mieux répartis à l’intérieur du premier puits 2a. The first input channel defines a first flow direction of the liquid. The first output channel defines a second flow direction. The inventors have observed that to have a greater efficiency in the stimulation of the cell culture, it is advantageous to provide that the first and second flow directions are not aligned. Thus, the nutrients and the test molecules are better distributed within the first well 2a.
Lorsque les canaux d’entrée et de sortie possèdent un axe de révolution, les directions d’écoulement sont définies par les axes de révolution. When the input and output channels have an axis of revolution, the directions of flow are defined by the axes of revolution.
Le décalage des directions d’écoulement permet de limiter les zones de stagnation de liquide dans le puits 2, c’est-à-dire les volumes morts. La proportion de l’échantillon biologique fonctionnant dans un état statique est réduite ce qui améliore la qualité du signal cellulaire obtenu. Cette configuration permet d’assurer que les produits provenant de l’entrée soient mis en présence de la majorité des cellules. Avantageusement, l’entrée et la sortie du premier puits 2a définissent un premier axe différent et non parallèle d’un deuxième axe défini par l’entrée et la sortie de la chambre d’analyse 3a. L’entrée et la sortie du puits 2a sont avantageusement agencées pour que le flux à l’intérieur du puits 2a se déplace majoritairement selon un axe longitudinal du puits, par exemple, son axe de révolution. Dans cette configuration, les cellules disposées dans le puits 2a se trouvent en contact avec le flux de liquide ce qui permet notamment une meilleure réponse cellulaire et donc une analyse plus fiable avec une faible quantité de cellules utilisées. The offset of the flow directions makes it possible to limit the zones of stagnation of liquid in the well 2, that is to say the dead volumes. The proportion of the biological sample operating in a static state is reduced, which improves the quality of the cellular signal obtained. This configuration makes it possible to ensure that the products coming from the input are brought into contact with the majority of the cells. Advantageously, the inlet and the outlet of the first well 2a define a different and non-parallel first axis of a second axis defined by the inlet and the outlet of the analysis chamber 3a. The inlet and outlet of the well 2a are advantageously arranged so that the flow inside the well 2a moves mainly along a longitudinal axis of the well, for example, its axis of revolution. In this configuration, the cells disposed in the well 2a are in contact with the liquid flow, which notably allows a better cellular response and therefore a more reliable analysis with a small amount of cells used.
Cette configuration permet de coupler un puits de culture cellulaire tridimensionnelle 2 avec une chambre d’analyse 3a bidimensionnelle. La chambre d’analyse 3a présente un rapport entre le volume de chambre et la surface des parois latérales de la chambre 3a qui est nettement plus important que le rapport entre le volume du puits et la surface des parois latérales du puits 2a. Cette configuration maximise la surface des parois de sommet et fond de la chambre d’analyse par unité de volume. Ceci permet d’optimiser l’utilisation d’une surface d’analyse en favorisant le contact des molécules à détecter avec les dispositifs de captation 6a présents sur la surface d’analyse. Le principal avantage d’une surface d’analyse plane ou sensiblement plane est la compatibilité avec les instruments de détection optiques classiques. De plus, une telle analyse en surface facilite la possibilité de multiplexage de la détection, c’est-à-dire la possibilité de multiplier le nombre de molécules différentes détectées en multipliant le nombre de dispositifs de captation 6a différents présents sur la surface d’analyse. This configuration makes it possible to couple a three-dimensional cell culture well 2 with a two-dimensional analysis chamber 3a. The analysis chamber 3a has a ratio between the chamber volume and the surface of the side walls of the chamber 3a which is significantly larger than the ratio between the well volume and the surface of the side walls of the well 2a. This configuration maximizes the area of the top and bottom walls of the analysis chamber per unit volume. This makes it possible to optimize the use of an analysis surface by promoting the contact of the molecules to be detected with the capture devices 6a present on the analysis surface. The main advantage of a flat or substantially flat analysis surface is the compatibility with conventional optical detection instruments. In addition, such a surface analysis facilitates the possibility of multiplexing the detection, that is to say the possibility of multiplying the number of different molecules detected by multiplying the number of different capture devices 6a present on the surface of the detector. analysis.
La première entrée et la première sortie peuvent déboucher dans une paroi de fond, de sommet ou sur une paroi latérale du premier puits 2a à proximité du fond ou du sommet. The first inlet and the first outlet may open into a bottom, top or side wall of the first well 2a near the bottom or top.
Le fond du puits 2a est séparé du sommet du puits 2a par une première distance selon l’axe longitudinal. Il est avantageux de prévoir que la première entrée soit séparée de la première sortie d’une distance au moins égale à la moitié de la première distance selon l’axe longitudinal. Pour faciliter la stimulation des cellules et la récupération de la réponse cellulaire, de manière encore plus avantageuse, l’entrée est séparée de la sortie d’une distance au moins égale à 75% de la première distance selon l’axe longitudinal. The bottom of the well 2a is separated from the top of the well 2a by a first distance along the longitudinal axis. It is advantageous to provide that the first input is separated from the first output by a distance at least equal to half of the first distance along the longitudinal axis. To facilitate cell stimulation and recovering the cellular response, even more advantageously, the input is separated from the output by a distance of at least 75% of the first distance along the longitudinal axis.
De manière préférentielle, la première sortie vient en contact d’une paroi de fond ou de sommet du puits 2a lorsque ce dernier est fermé. En alternative, la première sortie est formée dans une paroi de sommet ou de fond et préférentiellement selon un axe non perpendiculaire à l’axe longitudinal. Preferably, the first outlet comes into contact with a bottom wall or top of the well 2a when the latter is closed. As an alternative, the first outlet is formed in a top or bottom wall and preferentially along an axis that is not perpendicular to the longitudinal axis.
Dans un mode de réalisation particulier, la première sortie et la première entrée sont disposées sur des parois latérales du puits 2a. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour observer la culture cellulaire par microscopie. In a particular embodiment, the first outlet and the first inlet are disposed on side walls of the well 2a. This embodiment is particularly advantageous for observing the cell culture by microscopy.
Dans un mode de réalisation avantageux, l’entrée en liquide est réalisée dans le fond du puits 2a. Il est avantageux d’avoir un canal d’entrée 4a dont l’axe longitudinal est non parallèle, par exemple perpendiculaire à l’axe longitudinal du canal de sortie 5a. Cependant, ce mode de réalisation rend plus difficile l’observation de la culture cellulaire par voie optique. In an advantageous embodiment, the liquid entry is carried out in the bottom of the well 2a. It is advantageous to have an inlet channel 4a whose longitudinal axis is non-parallel, for example perpendicular to the longitudinal axis of the outlet channel 5a. However, this embodiment makes it more difficult to observe the cell culture optically.
Dans un mode de réalisation avantageux, dans un plan de coupe perpendiculaire à la hauteur du puits 2a, le puits présente des dimensions transversales comprises entre IOOmiti et 10mm pour limiter le volume du puits 2a et l’encombrement du puits 2a. Le volume du puits 2a étant réduit, il en va de même de la quantité de cellules. In an advantageous embodiment, in a cutting plane perpendicular to the height of the well 2a, the well has transverse dimensions between 100miti and 10mm to limit the volume of the well 2a and the size of the well 2a. The volume of the well 2a being reduced, the same is true of the quantity of cells.
De manière avantageuse, le puits 2a est une cavité ayant un volume de révolution. La section de la cavité peut être carrée, rectangulaire, circulaire, ovoïde ou quelconque. La section est observée selon un premier plan qui est avantageusement parallèle à la surface supérieure et/ou inférieure du substrat qui définit le puits. Avantageusement, le puits 2 est un cylindre circulaire droit ce qui fournit une configuration plus proche des conditions in-vivo. Dans un mode de réalisation particulier, les parois du puits 2a ou au moins une partie des parois du puits 2a sont recouvertes par un revêtement configuré pour permettre l’adhésion des cellules et les maintenir à l’intérieur du puits 2a. Selon les configurations, seules les parois latérales sont recouvertes de revêtement configuré pour permettre l’adhésion des cellules ou en alternative les parois latérales et le sommet sont recouverts par le revêtement. Il est encore possible de prévoir que le fond soit également recouvert de revêtement permettant l’adhésion des cellules. Advantageously, the well 2a is a cavity having a volume of revolution. The section of the cavity may be square, rectangular, circular, ovoid or any. The section is observed in a first plane which is advantageously parallel to the upper and / or lower surface of the substrate which defines the well. Advantageously, the well 2 is a right circular cylinder which provides a configuration closer to in-vivo conditions. In a particular embodiment, the walls of the well 2a or at least a portion of the walls of the well 2a are covered by a coating configured to allow the cells to adhere and maintain them inside the well 2a. According to the configurations, only the side walls are covered with a coating configured to allow adhesion of the cells or alternatively the side walls and the top are covered by the coating. It is still possible to provide that the bottom is also coated with coating for the adhesion of the cells.
En alternative ou en complément, les cellules sont mises en culture dans un ou plusieurs supports tridimensionnels placés à l’intérieur du puits 2a de manière à créer une structure de culture cellulaire tridimensionnelle. Les supports tridimensionnels peuvent être des matrices ou des gels en fonction du type de cellules étudiées. Le fait de réaliser des cultures cellulaires tridimensionnelles permet de s’approcher des conditions in vivo, et donc de se rapprocher de la réponse réelle d’un organisme vivant. Alternatively or in addition, the cells are cultured in one or more three-dimensional supports placed inside the well 2a so as to create a three-dimensional cell culture structure. The three-dimensional supports may be matrices or gels depending on the type of cells studied. The fact of realizing three-dimensional cell cultures makes it possible to approach the conditions in vivo, and thus to get closer to the real response of a living organism.
La première chambre d’analyse 3a comporte un fond, des parois latérales et un sommet. La première chambre d’analyse 3a collecte le liquide qui sort du puits 2a et les constituants de ce liquide sont capturés sur la surface d’analyse 6a. Le ou les constituants sont représentatifs de la réponse cellulaire, c’est-à-dire de la réponse de la culture cellulaire. The first analysis chamber 3a has a bottom, side walls and a top. The first analysis chamber 3a collects the liquid coming out of the well 2a and the constituents of this liquid are captured on the analysis surface 6a. The constituent (s) are representative of the cellular response, that is to say of the response of the cell culture.
Préférentiellement, la chambre d’analyse 3a est configurée pour présenter une largeur plus importante que celle du canal de sortie 5a qui provient du puits 2a. Preferably, the analysis chamber 3a is configured to have a larger width than that of the outlet channel 5a which comes from the well 2a.
L’augmentation de la largeur est mesurée selon une direction perpendiculaire à l’axe de transit du flux de liquide dans la chambre d’analyse 3a et de préférence selon une direction horizontale en fonctionnement. The increase of the width is measured in a direction perpendicular to the transit axis of the liquid flow in the analysis chamber 3a and preferably in a horizontal direction in operation.
Dans un mode de réalisation particulier, la profondeur de la chambre d’analyse 3a est identique à la profondeur du canal de sortie 5a. La profondeur est mesurée perpendiculairement au fond de la chambre d’analyse et/ou à la surface d’analyse. Dans une alternative de réalisation, la profondeur de la chambre d’analyse 3a est supérieure à la profondeur du canal de sortie 5a. Dans un autre mode de réalisation, la profondeur de la chambre d’analyse 3a est inférieure à la profondeur du canal de sortie 5a. In a particular embodiment, the depth of the analysis chamber 3a is identical to the depth of the outlet channel 5a. The depth is measured perpendicular to the bottom of the analysis chamber and / or the analysis surface. In an alternative embodiment, the depth of the analysis chamber 3a is greater than the depth of the outlet channel 5a. In another embodiment, the depth of the analysis chamber 3a is less than the depth of the outlet channel 5a.
Dans un mode de réalisation particulier, le fond de la première chambre d’analyse 3a est coplanaire avec le fond du premier canal de sortie 5a ce qui facilite l’obtention d’un flux laminaire dans la chambre d’analyse. En alternative, le fond de la chambre 3a présente un obstacle, par exemple une marche ou rampe qui facilite la mise en contact de liquide avec la surface d’analyse. La marche ou rampe est définie de manière à ce que le flux de liquide rencontre un obstacle qui force le flux de liquide à se rapprocher de la paroi opposée de la chambre d’analyse 3a, c’est-à-dire la surface d’analyse qui contient les dispositifs de captation 6a. In a particular embodiment, the bottom of the first analysis chamber 3a is coplanar with the bottom of the first outlet channel 5a, which makes it easier to obtain a laminar flow in the analysis chamber. Alternatively, the bottom of the chamber 3a presents an obstacle, for example a step or ramp which facilitates the bringing of liquid into contact with the analysis surface. The step or ramp is defined so that the flow of liquid encounters an obstacle that forces the flow of liquid to approach the opposite wall of the analysis chamber 3a, that is to say the surface of analysis which contains the capturing devices 6a.
Lorsque la chambre d'analyse 3a comporte des première et deuxième entrées d’analyse ou au moins deux entrées d’analyse comme cela est illustré à la figure 5, il est particulièrement avantageux de prévoir que deux entrées soient configurées pour introduire deux flux de liquide dans la chambre d'analyse 3a selon deux directions d’introduction sécantes. De cette manière, les deux flux de liquide se croisent à l'intérieur de la chambre 3a. De manière avantageuse, les deux entrées sont alimentées par un même canal et fournissent le même liquide qui comporte préférentiellement les biomarqueurs représentatifs de la réponse cellulaire et/ou un réactif de révélation. When the analysis chamber 3a comprises first and second analysis inputs or at least two analysis inputs as illustrated in FIG. 5, it is particularly advantageous to provide for two inputs to be configured to introduce two streams of liquid. in the analysis chamber 3a in two secant introduction directions. In this way, the two streams of liquid intersect inside the chamber 3a. Advantageously, the two inputs are fed by the same channel and provide the same liquid which preferably comprises biomarkers representative of the cellular response and / or a revelation reagent.
En alternative, les deux liquides sont différents. Il est par exemple possible de prévoir un flux de liquide comprenant des biomarqueurs et un flux du liquide comprenant un réactif de révélation. Alternatively, the two liquids are different. For example, it is possible to provide a liquid flow comprising biomarkers and a liquid flow comprising a revelation reagent.
Ce croisement des flux a pour effet d'augmenter l'épaisseur et la largeur du flux de liquide dans la chambre analyse 3a et ainsi faciliter un contact entre le liquide qui contient la réponse cellulaire et la surface d'analyse qui est configurée pour capter des éléments représentatifs de la réponse cellulaire. Il est particulièrement avantageux d’utiliser cette configuration lorsque l'épaisseur de la chambre d'analyse 3a est supérieure à l'épaisseur du canal de sortie 5a et/ou lorsque la largeur de la chambre d’analyse 3a est supérieure à la largeur du canal de sortie 5a. This crossing of the streams has the effect of increasing the thickness and the width of the liquid flow in the analysis chamber 3a and thus facilitating a contact between the liquid which contains the cellular response and the analysis surface which is configured to capture representative elements of the cellular response. It is particularly It is advantageous to use this configuration when the thickness of the analysis chamber 3a is greater than the thickness of the outlet channel 5a and / or when the width of the analysis chamber 3a is greater than the width of the outlet channel. 5a.
Dans un mode de réalisation particulier illustré aux figures 1 , 2 et 5, le premier puits 2a et la première chambre d’analyse 3a sont formés dans un substrat A. La première chambre d’analyse 3a est formée par une cavité débouchant sur une face du substrat A. In a particular embodiment illustrated in Figures 1, 2 and 5, the first well 2a and the first analysis chamber 3a are formed in a substrate A. The first analysis chamber 3a is formed by a cavity opening on one side of the substrate A.
Dans un mode de réalisation particulier, le puits 2a ne possède pas de fond ou de sommet formé par le substrat A de manière à former une cavité borgne dans le substrat. Dans cette configuration, il est plus facile d’insérer un support tridimensionnel recevant la culture cellulaire. Le puits 2 est refermé au moyen d’une paroi de couverture 8, avantageusement de manière étanche. En d’autres termes, le premier puits 2a est formé dans un substrat A et il comporte un sommet amovible formé par une couche de couverture 8 recouvrant une face du substrat A. Le puits 2a peut être rempli facilement puis refermé par la couche de couverture 8. In a particular embodiment, the well 2a does not have a bottom or apex formed by the substrate A so as to form a blind cavity in the substrate. In this configuration, it is easier to insert a three-dimensional support receiving the cell culture. The well 2 is closed by means of a cover wall 8, advantageously in a sealed manner. In other words, the first well 2a is formed in a substrate A and has a removable top formed by a cover layer 8 covering one side of the substrate A. The well 2a can be filled easily and then closed by the cover layer 8.
Dans l’exemple de réalisation illustré aux différentes figures, si le substrat A comporte plusieurs puits, la couche de couverture 8 est commune à tous les puits 2 car cela facilite la réalisation de la puce 1. Cependant, il est également possible de prévoir que chaque puits 2 soit refermé par une couche de couverture 8 spécifique afin de s’adapter à la culture cellulaire ou qu’une même couche de couverture 8 soit utilisable pour plusieurs puits 2. Selon les modes de réalisation, une couche de couverture 8 referme un ou plusieurs puits 2. In the embodiment illustrated in the various figures, if the substrate A comprises several wells, the cover layer 8 is common to all the wells 2 as this facilitates the realization of the chip 1. However, it is also possible to provide that each well 2 is closed by a specific cover layer 8 in order to adapt to the cell culture or that a same cover layer 8 can be used for several wells 2. According to the embodiments, a cover layer 8 closes a or more than one well 2.
En alternative, la couche de couverture 8 est utilisée pour fermer le ou les puits, mais elle n’est pas retirée pour remplir les puits. Il est alors possible d’injecter la culture cellulaire à travers la couche de couverture 8, par exemple au moyen d’une seringue. Une telle configuration permet de faciliter la fabrication de la puce et surtout son utilisation. Dans encore un autre mode de réalisation, le puits 2 possède un fond et une paroi latérale formés dans un substrat A. Le puits est fermé par une couche de couverture 8 distincte du substrat A et non amovible. Les cellules et leur support de culture sont alors mis en place dans le puits 2 au moyen des canaux d’entrée 4 et/ou de sortie 5 ou par injection au travers de la couche de couverture 8 du puits 2, par exemple à l’aide d’une seringue. Alternatively, the cover layer 8 is used to close the well or wells, but it is not removed to fill the wells. It is then possible to inject the cell culture through the cover layer 8, for example by means of a syringe. Such a configuration makes it easier to manufacture the chip and especially its use. In yet another embodiment, the well 2 has a bottom and a side wall formed in a substrate A. The well is closed by a cover layer 8 distinct from the substrate A and not removable. The cells and their culture support are then placed in the well 2 by means of the inlet 4 and / or outlet 5 channels or by injection through the cover layer 8 of the well 2, for example to the using a syringe.
De manière avantageuse, la puce micro-fluidique 1 est formée de manière monolithique dans un substrat qui définit le premier puits 2a, le canal d’entrée 4a, le canal de sortie 5a et éventuellement la première chambre d’analyse 3a. Il est également avantageux de former le canal reliant la sortie de la chambre d’analyse 3a avec une évacuation 7 à l’intérieur du substrat A. Advantageously, the microfluidic chip 1 is formed monolithically in a substrate which defines the first well 2a, the inlet channel 4a, the outlet channel 5a and optionally the first analysis chamber 3a. It is also advantageous to form the channel connecting the outlet of the analysis chamber 3a with a discharge 7 inside the substrate A.
Afin de garantir la fiabilité des mesures, la puce micro-fluidique 1 est réalisée dans un matériau biocompatible qui permet une viabilité et une fonctionnalité cellulaire optimales s’approchant des conditions in vivo. Le matériau de la puce micro-fluidique 1 peut être choisi parmi le polyméthacrylate de méthyle, le polydiméthylsiloxane, le polyétheréthercetone, le copolymère cyclo-oléfine, le polycarbonate, le polystyrène, un mélange contenant de l’Exo-1 ,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]hept-2-yl acrylate et du tricyclodecane dimethanol diacrylate par exemple le MED610™, l’inox, le verre, etc. Il peut également être réalisé dans un matériau d’impression 3D ayant la propriété d’être biocompatible, tel que le MED610™. In order to guarantee the reliability of the measurements, the micro-fluidic chip 1 is made of a biocompatible material which allows an optimal viability and cellular functionality approaching in vivo conditions. The material of the micro-fluidic chip 1 may be chosen from polymethyl methacrylate, polydimethylsiloxane, polyetheretherketone, cycloolefin copolymer, polycarbonate, polystyrene, a mixture containing Exo-1, 7.7 trimethylbicyclo [2.2.1] hept-2-yl acrylate and tricyclodecane dimethanol diacrylate, for example MED610 ™, stainless steel, glass, etc. It can also be made in a 3D printing material having the property of being biocompatible, such as the MED610 ™.
Dans une configuration non illustrée, le canal de sortie 5a est complètement formé dans le substrat. En alternative, dans la configuration illustrée, le canal de sortie 5a n’est pas fermé dans sa partie supérieure et le substrat A définit avantageusement une rainure qui relie la partie sommitale du puits 2 avec la chambre d’analyse 3a. La couche de couverture 8 referme le premier canal de sortie 5a. In an unillustrated configuration, the output channel 5a is completely formed in the substrate. Alternatively, in the illustrated configuration, the outlet channel 5a is not closed in its upper part and the substrate A advantageously defines a groove which connects the top portion of the well 2 with the analysis chamber 3a. The cover layer 8 closes the first outlet channel 5a.
De manière avantageuse, la couche de couverture 8 est recouverte d’un matériau adhésif de manière à se fixer facilement contre la face du substrat A. Selon les modes de réalisation, le matériau adhésif peut recouvrir ou non le puits 2a. Si le matériau adhésif recouvre le puits 2a, le matériau adhésif est biocompatible car il vient en contact de la culture cellulaire. Advantageously, the cover layer 8 is covered with an adhesive material so as to be easily fixed against the face of the substrate A. According to the embodiments, the adhesive material may or may not cover the well 2a. If the adhesive material covers the well 2a, the adhesive material is biocompatible because it comes into contact with the cell culture.
Dans un mode de réalisation avantageux, la couche de couverture 8 referme le puits 2a et le canal de sortie 5a. La couche de couverture 8 définit une ouverture d’accès à la chambre d’analyse 3. Avantageusement, la couche de couverture 8 forme un anneau fermé autour de la paroi latérale de la première chambre d’analyse 3a. La couche de couverture 8 recouvre continûment le puits 2a, le canal de sortie 5a et le tour de la chambre d’analyse 3 ce qui facilite l’installation de la paroi d’analyse 6 qui vient refermer la chambre d’analyse 3a de manière étanche. La paroi d’analyse 6 forme le sommet de la chambre d’analyse 3a qui présente la surface d’analyse avec les dispositifs de captation 6a. Dans une configuration particulière non illustrée, la couche de couverture 8 définit une rainure non traversante qui forme le fond de la première chambre d’analyse 3a. In an advantageous embodiment, the cover layer 8 closes the well 2a and the outlet channel 5a. The cover layer 8 defines an access opening to the analysis chamber 3. Advantageously, the cover layer 8 forms a closed ring around the side wall of the first analysis chamber 3a. The cover layer 8 continuously covers the well 2a, the outlet channel 5a and the tower of the analysis chamber 3 which facilitates the installation of the analysis wall 6 which closes the analysis chamber 3a so that waterproof. The analysis wall 6 forms the top of the analysis chamber 3a which presents the analysis surface with the capturing devices 6a. In a particular configuration not illustrated, the cover layer 8 defines a non-through groove which forms the bottom of the first analysis chamber 3a.
Dans un mode de réalisation préférentiel illustré aux figures 6 et 7, le substrat A comporte un trou qui est préférentiellement borgne pour définir le puits 2a. En revanche, le substrat A ne définit pas ou pas complètement les parois latérales de la première chambre d’analyse 3a. Ces dernières sont formées au moyen de la couche de couverture 8. Dans le mode de réalisation illustré, le fond du puits 2a, les parois latérales du puits 2a, le fond et parois latérales du canal 5a ainsi que le fond de la chambre d’analyse 3a sont formés dans le substrat A. In a preferred embodiment illustrated in FIGS. 6 and 7, the substrate A comprises a hole which is preferably blind to define the well 2a. In contrast, the substrate A does not define or not completely the side walls of the first analysis chamber 3a. The latter are formed by means of the covering layer 8. In the illustrated embodiment, the bottom of the well 2a, the side walls of the well 2a, the bottom and side walls of the channel 5a as well as the bottom of the chamber of 3a analysis are formed in the substrate A.
Dans le mode de réalisation de la figure 7, l’épaisseur de la chambre d’analyse 3a est définie par l’épaisseur de la couche de couverture 8. In the embodiment of FIG. 7, the thickness of the analysis chamber 3a is defined by the thickness of the covering layer 8.
De manière avantageuse et illustrée sur les figures 6 et 7, le canal de sortie 5a s’évase au moment de rentrer dans la chambre d’analyse 3a. Le canal de sortie 5a possède des parois latérales qui autorisent un élargissement du flux avant de rentrer dans la chambre d’analyse 3a. Préférentiellement, l’élargissement du canal de sortie 5a est réalisé de manière à ce qu’il atteigne la largeur de la chambre d’analyse 3a définie par les parois latérales de la couche de couverture 8. La fin du canal de sortie 5a est formée par la fin de la rainure dans le substrat A de sorte que le liquide atteigne la surface du substrat A. La marche ou la rampe formée par la fin de la rainure permet de forcer le liquide à mouiller la surface d’analyse et ainsi à faciliter la mesure. Il est particulièrement avantageux de prévoir que la surface d’analyse 6 vienne en face du canal de sortie 5a pour faciliter la mise en place d’un flux de liquide laminaire dans la chambre d’analyse 3a. Advantageously and illustrated in Figures 6 and 7, the outlet channel 5a flares when entering the analysis chamber 3a. The outlet channel 5a has side walls which allow an expansion of the flow before entering the analysis chamber 3a. Preferably, the widening of the outlet channel 5a is made so that it reaches the width of the analysis chamber 3a defined by the side walls of the cover layer 8. The end of the outlet channel 5a is formed by the end of the groove in the substrate A so that the liquid reaches the surface of the substrate A. The step or the ramp formed by the end of the groove makes it possible to force the liquid to be wet. the surface of analysis and thus to facilitate the measurement. It is particularly advantageous to provide that the analysis surface 6 comes opposite the outlet channel 5a to facilitate the introduction of a flow of laminar liquid in the analysis chamber 3a.
Le fond de la chambre d’analyse 3a est alors disposé sur au moins deux plans différents dont l’un correspond à la face supérieure du substrat A. The bottom of the analysis chamber 3a is then disposed on at least two different planes, one of which corresponds to the upper face of the substrate A.
Comme illustré aux figures 6 et 7, la chambre d’analyse 3a est formée en déposant la couche de couverture 8 sur le substrat A. Il est donc possible de moduler simplement les caractéristiques de la chambre d’analyse 3a en modulant les dimensions de l’ouverture formée dans la couche de couverture 8 et/ou en modulant l’épaisseur de la couche de couverture 8. Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle permet de limiter le volume mort dans la chambre d’analyse 3a. As illustrated in FIGS. 6 and 7, the analysis chamber 3a is formed by depositing the covering layer 8 on the substrate A. It is therefore possible to simply modulate the characteristics of the analysis chamber 3a by modulating the dimensions of the opening formed in the cover layer 8 and / or by modulating the thickness of the cover layer 8. This configuration is particularly advantageous because it limits the dead volume in the analysis chamber 3a.
Dans un mode de réalisation particulier non illustré, la couche de couverture 8 est disposée sur la surface du substrat A afin de fermer le puits 2a et le canal de sortie 5a. La couche de couverture 8 est monobloc et possède une cavité borgne qui permet de définir la chambre d’analyse 3a. In a particular embodiment not illustrated, the cover layer 8 is disposed on the surface of the substrate A to close the well 2a and the outlet channel 5a. The cover layer 8 is in one piece and has a blind cavity that defines the analysis chamber 3a.
La paroi d’analyse 6 définit la surface d’analyse avec ses éléments de captation ou sondes 6a configurés pour capturer des constituants du liquide circulant dans la première chambre d’analyse 3a. La paroi d’analyse 6 est montée de manière amovible. La surface d’analyse qui contient les sondes 6a est séparée du substrat A par la couche de couverture 8 pour faire l’analyse de la réponse cellulaire. L’installation et le retrait de la paroi d’analyse 6 peuvent alors être réalisés sans perturber le puits 2a, c’est-à-dire en évitant d’enlever la couche de couverture 8 qui referme le puits 2a. La surface d’analyse est recouverte par les éléments de captation. Les éléments de captation 6a sont configurés pour fixer un ou plusieurs biomarqueurs, c’est-à-dire les composants du fluide provenant du puits 2a et représentatifs de la réponse cellulaire que l’on souhaite analyser. Les éléments de captation 6a peuvent également être configurés pour fixer le réactif de révélation et permettre ainsi un contrôle positif de révélation. La surface d'analyse peut comporter des zones avec des contrôles positifs de révélation et/ou des zones avec des capteurs spécifiques des biomarqueurs, ainsi que des repères de positionnement visibles lors de l’acquisition du signal ou de la mesure. The analysis wall 6 defines the analysis surface with its capturing elements or probes 6a configured to capture constituents of the liquid flowing in the first analysis chamber 3a. The analysis wall 6 is removably mounted. The analysis surface which contains the probes 6a is separated from the substrate A by the cover layer 8 to analyze the cellular response. Installation and removal of the analysis wall 6 can then be performed without disturbing the well 2a, that is to say by avoiding removing the cover layer 8 which closes the well 2a. The analysis surface is covered by the capturing elements. The capture elements 6a are configured to fix one or more biomarkers, that is to say the components of the fluid from the well 2a and representative of the cellular response that it is desired to analyze. The capturing elements 6a can also be configured to fix the revealing reagent and thus allow a positive revealing control. The analysis surface may include areas with positive revealing controls and / or areas with biomarker-specific sensors, as well as positional markers that are visible when acquiring the signal or measurement.
Le biomarqueur est une caractéristique biologique mesurable liée à un processus. Le biomarqueur peut être une molécule produite sécrétée ou modifiée par les cellules de l’échantillon cellulaire. Le biomarqueur peut être une molécule chimique, un fragment d’ADN, d’ARN, un métabolite, un sucre, un lipide, une protéine ou un fragment de protéine qui est spécifique de la réponse cellulaire. Les sondes 6a peuvent comporter par exemples des anticorps, des protéines, des lipides, des aptamères, des sucres, des peptides, des fragments d’immunoglobuline ou des oligonucléotides. Dans la chambre d’analyse 3, les constituants de la réponse cellulaire détectés ou biomarqueurs sont préférentiellement des cytokines. Détecter les cytokines en continu permet d’en établir un profil cinétique. Il est avantageux d’installer plusieurs sondes 6a qui réagissent au(x) même(s) biomarqueur(s) pour améliorer la qualité de l’analyse. The biomarker is a measurable biological characteristic related to a process. The biomarker may be a molecule produced secreted or modified by the cells of the cell sample. The biomarker may be a chemical molecule, a fragment of DNA, RNA, a metabolite, a sugar, a lipid, a protein or a protein fragment that is specific for the cellular response. The probes 6a may comprise, for example, antibodies, proteins, lipids, aptamers, sugars, peptides, immunoglobulin fragments or oligonucleotides. In the analysis chamber 3, the constituents of the cellular response detected or biomarkers are preferably cytokines. Detecting cytokines continuously allows to establish a kinetic profile. It is advantageous to install several probes 6a which react with the same biomarker (s) to improve the quality of the analysis.
En utilisant une paroi d’analyse 6 amovible par rapport au reste de la chambre d’analyse 3, il est possible d’adapter la détection à la réaction cellulaire en cours d’expérience. L’utilisation d’une paroi 6 amovible est particulièrement avantageuse lorsque la surface d’analyse comporte plusieurs sondes de détection différentes qui sont configurées pour distinguer différents éléments de la réponse cellulaire, c’est-à- dire réagir à des biomarqueurs différents ou une sécrétion cellulaire. La paroi d’analyse 6 amovible permet une ouverture de la chambre pour changer la surface d’analyse 6 et éventuellement les sondes 6a. Par exemple, si la réponse cellulaire évolue dans le temps, il est possible de changer les sondes de la surface d’analyse afin d’adapter les sondes à la réponse, par exemple en fonction de la nature des cytokines ou de leur concentration de sorte que la mesure puisse suivre la dynamique de la réponse cellulaire. On évite ainsi la saturation du signal. By using an analysis wall 6 removable from the rest of the analysis chamber 3, it is possible to adapt the detection to the cellular reaction during the experiment. The use of a removable wall 6 is particularly advantageous when the analysis surface comprises several different detection probes which are configured to distinguish different elements of the cellular response, that is to say react to different biomarkers or cell secretion. The removable analysis wall 6 allows an opening of the chamber to change the analysis surface 6 and possibly the probes 6a. For example, if the cellular response changes over time, it is possible to change the probes of the analysis surface to adapt the probes to the response, for example depending on the nature of the cytokines or their concentration so that the measurement can follow the dynamics of the cellular response. This prevents the saturation of the signal.
Il est également possible que les sondes 6a se dégradent dans le temps. Afin de suivre la réponse cellulaire sur une période relativement longue, il est avantageux de remplacer la paroi d’analyse 6 comportant des sondes usées par une nouvelle paroi d’analyse 6 comportant des sondes neuves. It is also possible that the probes 6a degrade over time. In order to monitor the cellular response over a relatively long period, it is advantageous to replace the analysis wall 6 comprising worn probes with a new analysis wall 6 comprising new probes.
En utilisant une paroi d’analyse amovible, il est possible d’installer et de démonter la surface d’analyse sans perturber les cellules présentes dans le puits 2a. By using a removable analysis wall, it is possible to install and dismount the analysis surface without disturbing the cells present in the well 2a.
Dans une alternative de réalisation, la paroi d’analyse 6a est fixée à la couche de couverture 8. La paroi d’analyse 6a et la couche de couverture 8 peuvent être formées dans des matériaux identiques ou différents. In an alternative embodiment, the analysis wall 6a is attached to the cover layer 8. The analysis wall 6a and the cover layer 8 may be formed from the same or different materials.
Si la puce comporte plusieurs chambres d’analyse, il est avantageux que la couche de couverture 8 forme un anneau continu autour de chaque chambre d’analyse 3. Préférentiellement, la couche de couverture 8 vient en contact direct avec le substrat A. La couche de couverture 8 forme un élément d’étanchéité en assurant une continuité de recouvrement entre le puits, le canal de sortie et le tour de la chambre d’analyse. La couche de couverture 8 forme également un joint d’étanchéité en accommodant la surface du substrat et la surface de la paroi d’analyse 6. If the chip comprises several analysis chambers, it is advantageous for the cover layer 8 to form a continuous ring around each analysis chamber 3. Preferably, the cover layer 8 comes into direct contact with the substrate A. The layer cover 8 forms a sealing element ensuring continuity of recovery between the well, the outlet channel and the tower of the analysis chamber. The cover layer 8 also forms a seal accommodating the surface of the substrate and the surface of the analysis wall 6.
Dans un mode de réalisation, la couche de couverture 8 définit une ouverture qui correspond exactement à la forme de chaque ouverture qui existe dans le substrat et qui définit une chambre d’analyse 3a afin de ne pas perturber le flux de liquide qui se déplace depuis l’entrée de la chambre d’analyse 3a vers la sortie de la chambre d’analyse 3a. La hauteur de la chambre d’analyse 3a est définie au moins en partie par l’épaisseur de la couche de couverture 8. Pour assurer une diffusion homogène du flux dans la chambre d’analyse 3a, la hauteur de la paroi latérale de la chambre d’analyse 3a peut être inférieure à la moitié de la différence entre la largeur de la chambre d’analyse 3a et la largeur du canal de sortie 5a. De manière encore plus avantageuse, l’épaisseur de la couche de couverture 8 est choisie de sorte que la distance séparant la paroi d’analyse 6 et le fond de la première chambre d’analyse 3a soit inférieure à 2 mm. In one embodiment, the cover layer 8 defines an opening that corresponds exactly to the shape of each opening that exists in the substrate and that defines an analysis chamber 3a so as not to disturb the flow of liquid that has been moving since the inlet of the analysis chamber 3a to the outlet of the analysis chamber 3a. The height of the analysis chamber 3a is defined at least in part by the thickness of the covering layer 8. In order to ensure homogeneous diffusion of the flow in the analysis chamber 3a, the height of the side wall of the chamber 3a analysis may be less than half the difference between the width of the analysis chamber 3a and the width of the outlet channel 5a. Even more advantageously, the thickness of the covering layer 8 is chosen so that the distance separating the analysis wall 6 and the bottom of the first analysis chamber 3a is less than 2 mm.
Dans un mode de réalisation avantageux, la rainure formée par le canal 5a et la chambre d’analyse 3a appartiennent à un même plan depuis la sortie du puits 2 jusqu’à la sortie de la chambre d’analyse 3a. In an advantageous embodiment, the groove formed by the channel 5a and the analysis chamber 3a belong to the same plane from the outlet of the well 2 to the outlet of the analysis chamber 3a.
La couche de couverture 8 peut être transparente aux longueurs d’onde optiques pour pouvoir observer les cultures cellulaires présentes dans les puits 2 par microscopie optique, telle que la microscopie de fluorescence lorsque la couche de couverture 8 recouvre les puits 2. The cover layer 8 can be transparent to the optical wavelengths in order to be able to observe the cell cultures present in the wells 2 by optical microscopy, such as fluorescence microscopy when the cover layer 8 covers the wells 2.
Selon les modes de réalisation, la paroi d’analyse 6 peut être déposée directement sur la couche de couverture 8 ou ces deux couches sont séparées par au moins une couche de liaison 9. La couche de liaison 9 permet une meilleure connexion mécanique entre la paroi d’analyse 6 et la couche de couverture 8. According to the embodiments, the analysis wall 6 can be deposited directly on the cover layer 8 or these two layers are separated by at least one bonding layer 9. The bonding layer 9 allows a better mechanical connection between the wall of analysis 6 and the cover layer 8.
Pour former un joint efficace, le matériau formant la couche de couverture 8 ou la couche de liaison 9 peut être choisi parmi le polyéthylène, le polytétrafluoroéthylène, le polyuréthane, un tissu de verre imprégné de polytétrafluoroéthylène, le silicone, le polydiméthylsiloxane. Il est également possible d’utiliser un adhésif de type acrylique. La couche de liaison 9 peut être formée par un gel, une pâte, une mousse. To form an effective seal, the material forming the cover layer 8 or the bonding layer 9 may be chosen from polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyurethane, a glass fabric impregnated with polytetrafluoroethylene, silicone, polydimethylsiloxane. It is also possible to use an acrylic type adhesive. The bonding layer 9 may be formed by a gel, a paste, a foam.
Pour favoriser le contact entre le liquide issu du puits 2 et la surface d’analyse, l’épaisseur de l’ensemble formé par la couche de couverture 8 et l’élément de liaison 9 doit être inférieure ou égale à la différence entre le rayon ou demi-largeur de la chambre d’analyse 3a et le rayon ou demi-largeur du canal 5a. To promote the contact between the liquid coming from the well 2 and the analysis surface, the thickness of the assembly formed by the cover layer 8 and the connecting element 9 must be less than or equal to the difference between the radius or half-width of the analysis chamber 3a and the radius or half-width of the channel 5a.
Il est avantageux de prévoir que la paroi qui comporte le revêtement réactif ou la paroi opposée à la paroi qui comporte le revêtement réactif soit transparente au signal d’analyse de manière à faciliter la mesure en cours de réaction. De cette manière, il est possible d’effectuer une mesure en cours de réaction. It is advantageous to provide that the wall which comprises the reactive coating or the wall opposite the wall which comprises the reactive coating is transparent to the analysis signal so as to facilitate the measurement during the reaction. In this way, it is possible to carry out a measurement during the reaction.
Il est avantageux d’appliquer une pression sur la paroi d’analyse amovible afin d’améliorer l’étanchéité de la puce 1. La pression peut être appliquée par un système de compression mécanique tel que des pinces, des aimants ou électro-aimants, une aspiration, un système pneumatique. It is advantageous to apply a pressure on the removable analysis wall to improve the sealing of the chip 1. The pressure can be applied by a mechanical compression system such as clamps, magnets or electromagnets, a suction, a pneumatic system.
Afin de faciliter l’analyse des constituants de la réponse cellulaire dans la première chambre d’analyse 3a, les inventeurs ont observé qu’il est particulièrement avantageux d’utiliser un réactif de révélation. Le réactif de révélation va réagir avec certains constituants émis par la culture cellulaire afin de fixer des marqueurs sur les constituants qui seront fixés sur les sondes 6a de la première chambre d’analyse 3a. Le réactif de révélation peut également réagir avec les sondes elles-mêmes pour permettre, par exemple, un contrôle positif ou une calibration interne de révélation. In order to facilitate the analysis of the constituents of the cellular response in the first analysis chamber 3a, the inventors have observed that it is particularly advantageous to use a revelation reagent. The revealing reagent will react with certain constituents emitted by the cell culture in order to fix markers on the constituents which will be fixed on the probes 6a of the first analysis chamber 3a. The developing reagent can also react with the probes themselves to allow, for example, a positive control or internal revelation calibration.
Différents modes de réalisation sont envisageables pour faire réagir les constituants de réponse cellulaire issue du puits avec un réactif de révélation. Various embodiments are possible for reacting the cell response components from the well with a revelation reagent.
Les constituants de réponse cellulaire ou biomarqueurs présents dans le liquide et qui ressortent du puits 2a sont capturés par les sondes 6a de la surface d'analyse. The cellular response components or biomarkers present in the liquid and coming out of the well 2a are captured by the probes 6a of the analysis surface.
Dans une configuration, la capture des biomarqueurs provoque un signal d’analyse ce qui permet de suivre la réponse cellulaire. Cependant, dans de très nombreux cas de figure, la capture des biomarqueurs ne provoque pas de signal d’analyse et un réactif de révélation spécifique est ajouté et utilisé comme élément de suivi du biomarqueur caractéristique de la réponse cellulaire qui doit être suivi. Afin d’améliorer le suivi de la réponse cellulaire, il est particulièrement avantageux d’introduire le réactif de révélation avant que le liquide ne s’introduise dans la chambre d’analyse 3a, c’est-à-dire avant l’entrée de la chambre d’analyse, soit en mélangeant le réactif de révélation au liquide sortant du puits, soit en alternant les flux de réactifs et de liquide sortant du puit. En variante, le réactif de révélation est ajouté sur la surface d’analyse après avoir séparé la paroi d’analyse du reste de la chambre d’analyse 3a. In one configuration, the capture of the biomarkers causes an analysis signal which makes it possible to follow the cellular response. However, in very many cases, the capture of the biomarkers does not cause an analysis signal and a specific revelation reagent is added and used as a biomarker monitoring element characteristic of the cellular response to be followed. In order to improve the monitoring of the cellular response, it is particularly advantageous to introduce the revelation reagent before the liquid is introduced into the analysis chamber 3a, that is to say before the entry of the analysis chamber, either by mixing the revelation reagent with the liquid leaving the well, or by alternating the flow of reagents and liquid leaving the well. Alternatively, the developing reagent is added to the assay surface after separating the assay wall from the remainder of the assay chamber 3a.
Il est possible de réaliser l’analyse de la réponse cellulaire directement dans la chambre d’analyse 3a, si le réactif de révélation se fixe sur le biomarqueur lui-même fixé sur les sondes 6a et induit un signal analysable et sous réserve qu’au moins une partie de la chambre soit transparente au signal induit. Dans les autres cas, il est avantageux de prévoir une extraction de la paroi d’analyse hors de la chambre d’analyse 3a pour faire l’analyse des éléments de captation 6a. It is possible to carry out the analysis of the cellular response directly in the analysis chamber 3a, if the revelatory reagent is fixed on the biomarker itself attached to the probes 6a and induces an analysable signal and provided that at least part of the chamber is transparent to the induced signal. In other cases, it is advantageous to provide an extraction of the analysis wall out of the analysis chamber 3a to analyze the capturing elements 6a.
Si le réactif de révélation est introduit dans la puce, il est avantageux d’introduire le réactif de révélation après la sortie du puits 2a pour ne pas perturber la culture cellulaire. La puce comporte avantageusement un canal additionnel qui est connecté à la première canalisation de sortie 5a entre la sortie du premier puits 2a et la première chambre d’analyse 3a au niveau d’une première jonction. De cette manière, le réactif de révélation peut être mélangé au liquide qui sort du premier puits 2a sans gêner la culture cellulaire. If the revealing reagent is introduced into the chip, it is advantageous to introduce the revealing reagent after the exit of the well 2a so as not to disturb the cell culture. The chip advantageously comprises an additional channel which is connected to the first outlet channel 5a between the outlet of the first well 2a and the first analysis chamber 3a at a first junction. In this way, the developing reagent can be mixed with the liquid leaving the first well 2a without interfering with the cell culture.
Le réactif de révélation peut être mis en contact avec des biomarqueurs par mélange ou par fourniture alternative des biomarqueurs puis du réactif de révélation dans la chambre d’analyse. The developing reagent can be contacted with biomarkers by mixing or alternatively supplying the biomarkers and then the developing reagent in the analysis chamber.
Afin de permettre les analyses en temps réel par microscopie, la paroi présentant la surface d’analyse peut être transparente aux longueurs d’ondes optiques. Elle peut également être réalisée dans un matériau non auto-fluorescent pour permettre l’utilisation de la microscopie de fluorescence comme technique d’analyse. La paroi d’analyse est, de préférence, réalisée en verre, en plastique ou en matériau composite et recouverte ou non d’une couche fine métallique, de polymère ou de fonctionnalisation chimique. In order to allow real-time analysis by microscopy, the wall presenting the analysis surface can be transparent to optical wavelengths. It can also be performed in a non-self-fluorescent material to allow the use of fluorescence microscopy as an analytical technique. Wall analysis is preferably made of glass, plastic or composite material and covered or not with a thin metal layer, polymer or chemical functionalization.
Il est encore possible de prévoir que la mesure de la réponse cellulaire ne puisse pas être réalisée directement dans la chambre d’analyse 3a. Ce cas de figure peut se produire lorsque la paroi 6 de la chambre n’est pas transparente au rayonnement utilisé pour effectuer la mesure ou lorsque le rayonnement utilisé pour effectuer la mesure peut détériorer les biomarqueurs qui se trouvent dans la chambre 3a de sorte que la première mesure fausse les mesures à suivre. It is still possible to predict that the measurement of the cellular response can not be carried out directly in the analysis chamber 3a. This situation may occur when the wall 6 of the chamber is not transparent to the radiation used to make the measurement or when the radiation used to make the measurement can damage the biomarkers in the chamber 3a so that the first measure distorts the measures to be followed.
Dans tous ces cas de figure, il est avantageux de retirer la paroi d’analyse 6 qui comporte le revêtement réactif de la chambre 3a, de mettre une nouvelle paroi d’analyse 6 avec un revêtement réactif et de placer le revêtement réactif mis en contact avec le liquide contenant les biomarqueurs dans un dispositif de mesure par exemple par voie optique, par luminescence, par absorbance ou par fluorescence. In all these cases, it is advantageous to remove the analysis wall 6 which comprises the reactive coating of the chamber 3a, to put a new analysis wall 6 with a reactive coating and to place the reagent coating put in contact with the liquid containing the biomarkers in a measuring device, for example optically, by luminescence, by absorbance or by fluorescence.
De manière avantageuse, la puce comporte un canal additionnel 4b/5b connecté au premier canal de sortie 5a entre la sortie du premier puits 2a et la première chambre d’analyse 3a. Le canal de sortie 5a est destiné à être alimenté par un flux additionnel qui est avantageusement un liquide qui contient un réactif de révélation. Advantageously, the chip comprises an additional channel 4b / 5b connected to the first output channel 5a between the output of the first well 2a and the first analysis chamber 3a. The outlet channel 5a is intended to be fed with an additional stream which is advantageously a liquid which contains a revelation reagent.
Comme indiqué plus haut, le canal de sortie 5a peut être défini dans le substrat A. Il est également possible de prévoir que les parois du canal de sortie 5a soient formées partiellement ou complètement dans la couche de couverture 8. Il peut en être de même pour le canal additionnel 5b. As indicated above, the outlet channel 5a can be defined in the substrate A. It is also possible to provide that the walls of the outlet channel 5a are formed partially or completely in the cover layer 8. It may also be for the additional channel 5b.
Avantageusement, le canal additionnel 4b/5b comporte un deuxième canal d’entrée 4b connecté au premier canal de sortie 5a par l’intermédiaire d’un dissipateur d’énergie mécanique et d’un deuxième canal de sortie 5b. Le premier canal de sortie 5a et le deuxième canal de sortie 5b se rejoignent avant d’atteindre la chambre d’analyse 3a. De manière préférentielle, le dissipateur d’énergie mécanique est configuré pour définir une perte de charge égale à plus ou moins 20% à la perte de charge définie par le premier puits 2a. Selon les modes de réalisation, les liquides provenant du premier canal de sortie 5a et du deuxième canal de sortie 5b se mélangent ou non. Advantageously, the additional channel 4b / 5b comprises a second input channel 4b connected to the first output channel 5a via a mechanical energy sink and a second output channel 5b. The first output channel 5a and the second output channel 5b meet before reaching the analysis chamber 3a. Preferably, the mechanical energy sink is configured to define a pressure drop equal to plus or minus 20% to the pressure drop defined by the first well 2a. According to the embodiments, the liquids from the first outlet channel 5a and the second outlet channel 5b are mixed or not.
Il est particulièrement avantageux de prévoir que le dissipateur d’énergie mécanique soit formé par un deuxième puits 2b identique au premier puits 2a. Lorsque la puce 1 comporte des premier et deuxième canaux d’entrée 4a et 4b, des premier et deuxième puits 2a, 2b ainsi que des premier et deuxième canaux de sortie 5a et 5b, il est avantageux de prévoir que les premier et deuxième canaux d’entrée 4a et 4b définissent un premier plan parallèle et décalé d’un deuxième plan défini par les premier et deuxième canaux de sortie 5a, 5b. It is particularly advantageous to provide that the mechanical energy sink is formed by a second well 2b identical to the first well 2a. When the chip 1 comprises first and second input channels 4a and 4b, first and second wells 2a, 2b and first and second output channels 5a and 5b, it is advantageous to provide that the first and second channels of 4a and 4b define a first plane parallel and offset from a second plane defined by the first and second output channels 5a, 5b.
Selon un mode de réalisation particulier, la puce micro-fluidique comporte un mélangeur (non représenté) qui est configuré pour mélanger au moins deux flux de liquide laminaires en amont du mélangeur et délivrer un flux laminaire en sortie du mélangeur. Le mélangeur est avantageusement disposé entre la sortie du premier puits 2a et l’entrée de la chambre d’analyse 3a. Le mélangeur comporte une première entrée alimentée par le premier puits 2a et une deuxième entrée alimentée par le deuxième puits 2b ou par une entrée distincte de l’entrée alimentant le premier puits 2a. Le mélangeur est configuré pour mélanger deux flux présents en entrée et ressortir au moins un flux en sortie. Le flux de sortie correspond au mélange des flux d’entrée. According to a particular embodiment, the microfluidic chip comprises a mixer (not shown) which is configured to mix at least two laminar liquid streams upstream of the mixer and to deliver a laminar flow output mixer. The mixer is advantageously arranged between the outlet of the first well 2a and the inlet of the analysis chamber 3a. The mixer comprises a first inlet fed by the first well 2a and a second inlet fed by the second well 2b or by a separate inlet of the inlet feeding the first well 2a. The mixer is configured to mix two streams present at the input and output at least one output stream. The output stream is the mix of input streams.
Comme illustré aux figures 1 , 2, 3, 4, 5, 6 et 7, la puce micro-fluidique 1 peut comporter une pluralité de puits de culture cellulaire notés 2a, 2b, 2c et 2d qui sont reliés à une ou plusieurs chambres d’analyse ici deux chambres 3a et 3b. L’entrée de chaque puits 2 est connectée à un canal d’entrée 4 et la sortie de chaque puits 2 est connectée à un canal de sortie 5. Une chambre d’analyse 3 peut être connectée à un ou plusieurs puits 2 différents par l’intermédiaire de un à plusieurs canaux de sortie 5. Les puits 2 occupant une surface réduite, il est possible de réaliser une quantité importante de puits 2 dans une faible surface ce qui facilite la réalisation d’un dispositif d’analyse compact. La miniaturisation des puits permet également la multiplication du nombre de puits par dispositifs et ainsi la multiplication du nombre d’échantillons biologiques analysés par analyse. As illustrated in FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7, the micro-fluidic chip 1 may comprise a plurality of cell culture wells denoted 2a, 2b, 2c and 2d which are connected to one or more chambers of here analyzes two chambers 3a and 3b. The inlet of each well 2 is connected to an inlet channel 4 and the outlet of each well 2 is connected to an outlet channel 5. An analysis chamber 3 can be connected to one or more different wells 2 by means of intermediate of one to several output channels 5. Wells 2 occupying a small area, it is possible to achieve a large amount of wells 2 in a small area which facilitates the realization of a compact analysis device. The miniaturization of wells also allows the multiplication of the number of wells per device and thus the multiplication of the number of biological samples analyzed by analysis.
Selon un premier mode de réalisation particulier illustré aux figures 1 et 5, une puce micro-fluidique 1 comporte des premier, deuxième et troisième canaux d’entrée 4a, 4b et 4c connectés respectivement à des premier, deuxième et troisième puits 2a, 2b et 2c montés fluidiquement en parallèle. Les premier, deuxième et troisième puits 2a, 2b et 2c sont respectivement connectés à des premier, deuxième et troisième canaux de sortie 5a, 5b et 5c. Dans un mode de réalisation, un des puits peut être remplacé par un canal additionnel. Dans le mode de réalisation illustré, il est avantageux de prévoir que le puits 2b soit remplacé par le canal additionnel. According to a first particular embodiment illustrated in FIGS. 1 and 5, a microfluidic chip 1 comprises first, second and third input channels 4a, 4b and 4c connected respectively to first, second and third wells 2a, 2b and 2c mounted fluidically in parallel. The first, second and third wells 2a, 2b and 2c are respectively connected to first, second and third output channels 5a, 5b and 5c. In one embodiment, one of the wells may be replaced by an additional channel. In the illustrated embodiment, it is advantageous to provide that the well 2b is replaced by the additional channel.
Les premier et deuxième canaux de sortie 5a et 5b se rejoignent avant d’atteindre la première chambre d’analyse 3a. Les deuxième et troisième canaux de sortie 5b et 5c se rejoignent avant d’atteindre la deuxième chambre d’analyse 3b. Les deux chambres d’analyse sont montées fluidiquement en parallèles entre les puits 2a, 2b et 2c et une évacuation 7. The first and second output channels 5a and 5b meet before reaching the first analysis chamber 3a. The second and third output channels 5b and 5c meet before reaching the second analysis chamber 3b. The two analysis chambers are fluidly mounted in parallel between the wells 2a, 2b and 2c and an evacuation 7.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 5, les trois canaux de sortie sont connectés à un même canal transversal duquel partent les entrées des deux chambres d’analyse 3a et 3b. La première chambre d’analyse 3a est connectée pour recevoir le liquide du premier canal de sortie 5a et le liquide du deuxième canal de sortie 5b. La deuxième chambre d’analyse 3b est connectée pour recevoir le liquide du troisième canal de sortie 5c et le liquide du deuxième canal de sortie 5b. Dans cette configuration, lorsque la pression appliquée dans les trois puits 2a, 2b et 2c est identique, la première chambre 3a reçoit un flux provenant du premier puits 2a et un flux provenant du deuxième puits 2b. La deuxième chambre 3b reçoit un flux provenant du troisième puits 2c et un flux provenant du deuxième puits 2b. L’information contenue dans le deuxième canal de sortie 5b est présente dans les deux chambres montées en parallèle. In the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 5, the three output channels are connected to the same transverse channel from which the inputs of the two analysis chambers 3a and 3b leave. The first analysis chamber 3a is connected to receive the liquid from the first outlet channel 5a and the liquid from the second outlet channel 5b. The second analysis chamber 3b is connected to receive the liquid from the third outlet channel 5c and the liquid from the second outlet channel 5b. In this configuration, when the pressure applied in the three wells 2a, 2b and 2c is identical, the first chamber 3a receives a stream from the first well 2a and a stream from the second well 2b. The second chamber 3b receives a stream from the third well 2c and a stream from the second well 2b. The information contained in the second output channel 5b is present in both chambers connected in parallel.
Dans l’exemple illustré, les deux chambres d’analyse 3a et 3b possèdent une sortie qui est finalement reliée à l’évacuation 7. In the example illustrated, the two analysis chambers 3a and 3b have an outlet which is finally connected to the evacuation 7.
Les chambres d’analyse 3 et l’évacuation 7 hors du substrat sont avantageusement situées dans deux plans parallèles différents. The analysis chambers 3 and the evacuation 7 out of the substrate are advantageously located in two different parallel planes.
Selon un mode de réalisation alternatif de la puce micro-fluidique qui est représenté aux figures 2, 3, 4, 6 et 7, une puce 1 peut comprendre quatre entrées 4a, 4b, 4c et 4d connectées respectivement à quatre puits 2a, 2b, 2c et 2d de culture cellulaire. La puce 1 comporte également deux chambres d’analyse 3a et 3b connectées chacune à deux puits 2 de culture cellulaire. Les premier et deuxième puits 2a et 2b sont connectés à la première chambre d’analyse 3a alors que les troisième et quatrième puits 2c et 2d sont connectés à la deuxième chambre d’analyse 3b. Là encore, un ou deux puits peuvent être remplacés par des canaux additionnels pour fournir des réactifs. According to an alternative embodiment of the micro-fluidic chip which is represented in FIGS. 2, 3, 4, 6 and 7, a chip 1 can comprise four inputs 4a, 4b, 4c and 4d respectively connected to four wells 2a, 2b, 2c and 2d of cell culture. The chip 1 also comprises two analysis chambers 3a and 3b each connected to two wells 2 of cell culture. The first and second wells 2a and 2b are connected to the first analysis chamber 3a while the third and fourth wells 2c and 2d are connected to the second analysis chamber 3b. Again, one or two wells can be replaced with additional channels to provide reagents.
Les deux chambres d’analyse 3a/3b sont finalement connectées à une évacuation 7 afin de permettre l’évacuation des produits analysés. Dans le mode de réalisation illustré, l’évacuation 7 est commune. The two analysis chambers 3a / 3b are finally connected to an evacuation 7 to allow the evacuation of the analyzed products. In the illustrated embodiment, the evacuation 7 is common.
Dans les modes de réalisation illustrés aux différentes figures, la puce micro-fluidique 1 comporte une pluralité de puits 2 qui sont chacun connectés à un canal d’entrée 4. Chaque puits 2 possède son canal de sortie 5. Les canaux de sortie 5 de plusieurs puits 2 se rejoignent avant d’entrer dans une chambre d’analyse 3. Au moins une chambre d’analyse 3 est connectée à au moins deux puits 2 de la puce micro- fluidique 1. In the embodiments illustrated in the various figures, the microfluidic chip 1 comprises a plurality of wells 2 which are each connected to an input channel 4. Each well 2 has its output channel 5. The output channels 5 of several wells 2 meet before entering an analysis chamber 3. At least one analysis chamber 3 is connected to at least two wells 2 of the microfluidic chip 1.
Dans les modes de réalisation avantageux illustrés, les sorties des puits 2 sont connectées ensemble avant d’atteindre la chambre d’analyse 3 de sorte que les différents flux en provenance de la pluralité de puits 2 entrent dans la chambre d’analyse 3 par une même entrée. En utilisant un flux laminaire dans la chambre d’analyse 3, il est possible d’avoir dans la même chambre d’analyse 3 plusieurs flux de liquides issus de plusieurs puits 2 sans qu’ils ne se mélangent. Il est particulièrement avantageux d’avoir un nombre de Reynolds inférieur à 100 pour réduire encore plus la probabilité de mélange des liquides dans la chambre d’analyse. De manière avantageuse, au moins deux liquides issus de au moins deux puits différents sont présents dans la chambre d’analyse. In the advantageous embodiments illustrated, the outputs of the wells 2 are connected together before reaching the analysis chamber 3 so that the different streams from the plurality of wells 2 enter the analysis chamber 3 by the same inlet. By using a laminar flow in the analysis chamber 3, it is possible to have in the same analysis chamber 3 several liquid flows from several wells 2 without mixing. It is particularly advantageous to have a Reynolds number of less than 100 to further reduce the likelihood of mixing liquids in the analysis chamber. Advantageously, at least two liquids from at least two different wells are present in the analysis chamber.
En plaçant judicieusement des sondes 6a à plusieurs endroits de la chambre d’analyse 3 sur la surface d’analyse selon une direction perpendiculaire au flux de liquide à l’intérieur de la chambre 3, il est possible d’analyser les différents biomarqueurs issus des puits 2. Les différents biomarqueurs sont présents en même temps dans la chambre d’analyse 3 et sont séparés les uns des autres selon une direction perpendiculaire à l’axe qui relie l’entrée et la sortie de la chambre 3, c’est-à- dire selon une direction perpendiculaire à l’axe de circulation du liquide dans la chambre d’analyse 3. Il est particulièrement avantageux de placer plusieurs sondes 6a sur la surface d’analyse selon une direction perpendiculaire à la direction d’écoulement dans la chambre d’analyse 3 pour analyser séparément les différentes réponses cellulaires. By judiciously placing probes 6a in several places of the analysis chamber 3 on the analysis surface in a direction perpendicular to the flow of liquid inside the chamber 3, it is possible to analyze the various biomarkers resulting from the Well 2. The different biomarkers are present at the same time in the analysis chamber 3 and are separated from each other in a direction perpendicular to the axis that connects the inlet and the outlet of the chamber 3, that is, that is to say in a direction perpendicular to the axis of circulation of the liquid in the analysis chamber 3. It is particularly advantageous to place several probes 6a on the analysis surface in a direction perpendicular to the direction of flow in the analysis chamber 3 to analyze separately the different cellular responses.
Dans cette configuration, il est possible de réaliser l’analyse de plusieurs échantillons cellulaires placés dans différents puits 2 avec une seule chambre d’analyse 3 sans que les réponses cellulaires ne se mélangent. Chaque flux de liquide circule depuis l’entrée jusqu’à la sortie et transporte des biomarqueurs caractéristiques de la réponse de l’échantillon cellulaire d’un puits 2. In this configuration, it is possible to perform the analysis of several cell samples placed in different wells 2 with a single analysis chamber 3 without the cellular responses are mixed. Each flow of fluid flows from the inlet to the outlet and carries biomarkers characteristic of the response of the cell sample of a well 2.
La surface d’analyse est analysée par un dispositif de mesure qui peut alors mesurer les différentes réponses cellulaires sur la même surface d’analyse. The analysis surface is analyzed by a measuring device which can then measure the different cellular responses on the same analysis surface.
En alternative, il est également possible d’avoir une chambre d’analyse connectée à un seul puits lui-même alimenté par un seul canal d’entrée. De manière particulièrement avantageuse, les canaux d’entrée 4 sont fermés par un septum. Dans ce mode de réalisation non illustré, le premier canal d’entrée 4a possède une première extrémité qui débouche dans le premier puits 2a et une deuxième extrémité qui est fermée par une membrane étanche. La membrane étanche est configurée pour former un septum qui peut être percé par exemple par une aiguille. Lorsque l’aiguille est retirée, la membrane est de nouveau étanche. Cette configuration permet de conserver l’étanchéité de la première entrée 4a et donc d’éviter de contaminer le premier puits 2a. La stérilité de la culture cellulaire peut être maintenue malgré de multiples étapes de connexion/déconnexion de la puce 1 avec un générateur de flux. L’étanchéité dans le reste de la puce peut être obtenu avec d’autres moyens. Alternatively, it is also possible to have an analysis chamber connected to a single well itself fed by a single input channel. Particularly advantageously, the inlet channels 4 are closed by a septum. In this embodiment not illustrated, the first inlet channel 4a has a first end which opens into the first well 2a and a second end which is closed by a sealed membrane. The waterproof membrane is configured to form a septum which can be pierced for example by a needle. When the needle is removed, the membrane is sealed again. This configuration makes it possible to maintain the tightness of the first inlet 4a and thus to avoid contaminating the first well 2a. The sterility of the cell culture can be maintained despite multiple steps of connection / disconnection of the chip 1 with a flow generator. The seal in the rest of the chip can be obtained by other means.
Une membrane étanche peut également être utilisée comme septum au niveau de la ou des sorties 7. Dans ce cas, une ou plusieurs aiguilles peuvent être utilisées pour traverser le septum et assurer la communication fluidique avec un réservoir qui récupère les liquides. A waterproof membrane may also be used as a septum at the outlet (s) 7. In this case, one or more needles may be used to pass through the septum and provide fluid communication with a reservoir that recovers the liquids.
Lorsque les entrées et les évacuations sont fermées par un septum, la puce micro- fluidique est étanche. Cette configuration permet de déplacer en toute sécurité la zone de culture et la zone d’analyse qui forment un élément monobloc. When the inlets and outlets are closed by a septum, the microfluidic chip is sealed. This configuration makes it possible to safely move the culture zone and the analysis zone that form a monoblock element.
Le générateur de flux permet d’injecter un ou plusieurs liquides dans les différentes entrées de la puce 1 aux moyens d’aiguilles qui traversent chaque septum. The flow generator makes it possible to inject one or more liquids into the different inputs of the chip 1 by means of needles which pass through each septum.
La puce micro-fluidique 1 est avantageusement associée à un générateur de flux, par exemple une pompe, pour former un laboratoire sur puce. La pompe est préférentiellement configurée pour que les flux de liquide dans les chambres d’analyse 3 soient laminaires. Avantageusement, les flux de liquide entre la sortie du puits 2 et l’entrée dans la chambre d’analyse 3 sont également laminaires. De préférence, le générateur de flux est configuré pour que les flux de liquide entre la sortie du puits 2 et la sortie de la chambre d’analyse 3 présentent un nombre de Reynolds inférieur à 100. Il est encore plus avantageux de prévoir que le flux dans les puits 2 soit également laminaire. The microfluidic chip 1 is advantageously associated with a flow generator, for example a pump, to form a lab on a chip. The pump is preferably configured so that the liquid flows in the analysis chambers 3 are laminar. Advantageously, the liquid flows between the outlet of the well 2 and the inlet in the analysis chamber 3 are also laminar. Preferably, the flow generator is configured so that the flows of liquid between the outlet of the well 2 and the outlet of the analysis chamber 3 have a number of Reynolds less than 100. It is even more advantageous to provide that the flow in the wells 2 is also laminar.
Pour assurer un transport efficace des éléments présents dans le liquide depuis les puits 2 vers la surface d’analyse, les conditions d’écoulement du fluide sont configurées pour favoriser un transport des liquides par convection plutôt que par diffusion. Il est avantageux de choisir des conditions d’écoulement de sorte que le nombre de Peclet dans la canalisation reliant le puits 2 à la chambre d’analyse 3 et avantageusement dans la chambre d’analyse 3 soit inférieur à 1 . Le nombre de Peclet est un nombre sans dimension qui représente le rapport du temps caractéristique du transfert par convection sur le temps caractéristique du transfert par diffusion. To ensure efficient transport of the elements present in the liquid from the wells 2 to the analysis surface, the fluid flow conditions are configured to promote convective rather than diffused liquid transport of the liquids. It is advantageous to choose flow conditions so that the number of Peclet in the pipe connecting the well 2 to the analysis chamber 3 and preferably in the analysis chamber 3 is less than 1. The number of Peclet is a dimensionless number that represents the ratio of the characteristic time of convective transfer to the characteristic time of diffusion transfer.
Le laboratoire sur puce est avantageusement configuré pour que le débit de liquide soit compris entre 0,1//L/min et 2ml_/min ce qui permet un écoulement laminaire dans la ou les chambres d’analyse 3. En utilisant un tel flux, la fixation des biomarqueurs sur les sondes est mieux réalisée. De préférence, le débit de liquide est compris entre 0,1 /L/min et 1 mL/min. La valeur du débit de liquide correspond avantageusement à une valeur moyenne, par exemple une valeur moyenne sur une minute. Il est également possible d’utiliser un flux de liquide sous la forme d’impulsions dont la valeur de débit est comprise entre 1 ml_/min et 5mL/min, de préférence dont la valeur est supérieure à 4ml_/min. Les impulsions ont des durées inférieures à 10 secondes. The lab on a chip is advantageously configured so that the liquid flow rate is between 0.1 .mu.l / min and 2 ml / min, which allows a laminar flow in the analysis chamber (s) 3. By using such a flow, the fixation of the biomarkers on the probes is better carried out. Preferably, the liquid flow rate is between 0.1 / L / min and 1 mL / min. The value of the liquid flow advantageously corresponds to an average value, for example a mean value over one minute. It is also possible to use a liquid flow in the form of pulses whose flow rate value is between 1 ml / min and 5 ml / min, preferably with a value greater than 4 ml / min. The pulses have durations of less than 10 seconds.
Les marqueurs caractéristiques de la modification de la réponse des cellules, dans le temps, se retrouvent dans le flux de liquide qui quitte le puits 2 et qui entre dans la chambre d’analyse 3. Avec un tel flux, la modification de la réponse des cellules peut être suivie en temps réel dans la chambre d’analyse 3 et notamment entre la sortie et l’entrée de la chambre d’analyse 3. The markers characteristic of the modification of the response of the cells, over time, are found in the flow of liquid leaving the well 2 and entering the analysis chamber 3. With such a flow, the modification of the response of the cells cells can be monitored in real time in the analysis chamber 3 and in particular between the output and the inlet of the analysis chamber 3.
Le générateur de flux est connecté à la puce 1 afin de faire transiter un fluide depuis le puits 2 vers la chambre d’analyse 3. Le générateur de flux peut être un contrôleur de pression, un pousse-seringue ou une pompe (non représenté). Le générateur de flux peut être configuré pour alimenter en continu la puce en fluide ou alors de manière périodique ou apériodique. The flow generator is connected to the chip 1 in order to pass a fluid from the well 2 to the analysis chamber 3. The flow generator can be a controller pressure, a syringe pump or a pump (not shown). The flow generator may be configured to supply the chip continuously with fluid or else periodically or aperiodically.
Dans le cadre d’une alimentation en continu, un débit de liquide est présent en continu à travers le puits 2a et la chambre d’analyse 3a. Le débit est non nul et peut être variable dans le temps. Le débit peut évoluer de manière périodique ou apériodique. Dans les autres modes de réalisation, le débit évolue avec une période à débit nul et une période à débit non nul. Durant la période à débit non nul, le débit peut être constant ou variable. In the context of a continuous feed, a liquid flow is present continuously through the well 2a and the analysis chamber 3a. The flow is non-zero and can be variable in time. The flow can evolve periodically or aperiodically. In the other embodiments, the bit rate changes with a zero rate period and a non-zero rate period. During the non-zero rate period, the rate may be constant or variable.
Le générateur de flux est configuré pour délivrer au moins un liquide choisi parmi un liquide d’alimentation comportant des nutriments, un liquide de croissance, une molécule à tester par exemple un stimuli chimique ou biologique qui peut être un médicament. Il est encore possible de fournir des réactifs de révélation. Les molécules à tester peuvent par exemple être des molécules chimiques ou biochimiques, de sorte à observer l’impact de ces molécules sur la réponse cellulaire. Les réactifs de révélation peuvent par exemple être des marqueurs fluorescents afin d’utiliser la microscopie de fluorescence lors des analyses. The flow generator is configured to deliver at least one liquid selected from a feed liquid comprising nutrients, a growth liquid, a test molecule for example a chemical or biological stimuli which may be a drug. It is still possible to provide revelatory reagents. The molecules to be tested may for example be chemical or biochemical molecules, so as to observe the impact of these molecules on the cellular response. The revealing reagents can for example be fluorescent markers in order to use fluorescence microscopy during analyzes.
Dans un mode de réalisation particulier, le puits 2a est alimenté en continu par un premier flux de liquide. Le premier flux de liquide peut contenir des nutriments. Le premier flux de liquide peut être complété par un deuxième flux de liquide dont la composition diffère du premier flux de liquide. In a particular embodiment, the well 2a is fed continuously with a first liquid stream. The first stream of liquid may contain nutrients. The first liquid flow may be completed by a second liquid flow whose composition differs from the first liquid flow.
Lorsque la composition du liquide change dans le temps à l’entrée du puits 2a, il est possible de prévoir que le premier flux comporte, pendant une première période, un flux comportant majoritairement des nutriments. Pendant une deuxième période, le flux comporte des molécules à analyser. De préférence, les molécules à tester sont apportées au moyen d’un liquide qui contient un milieu de culture. Le milieu de culture contient des nutriments, mais il peut également contenir des sels et des tampons. Il est également possible de prévoir que le milieu de culture contienne des réactifs prédéfinis si l’on souhaite analyser directement les cellules. Le débit en liquide peut être constant indépendamment de la composition du liquide. When the composition of the liquid changes over time at the entrance of the well 2a, it is possible to provide that the first flow comprises, during a first period, a flow comprising predominantly nutrients. During a second period, the flow comprises molecules to be analyzed. Preferably, the test molecules are made by means of a liquid which contains a culture medium. The culture medium contains nutrients, but it may also contain salts and buffers. It is also possible to predict that the culture medium contains predefined reagents if it is desired to directly analyze the cells. The liquid flow rate can be constant regardless of the composition of the liquid.
Le fait d’alimenter les cultures cellulaires par un flux continu permet d’améliorer la nutrition des cultures cellulaires par rapport à un apport nutritionnel statique. Les conditions expérimentales s’approchent donc des conditions in vivo. Feeding cell cultures with a continuous flow improves the nutrition of cell cultures relative to a static nutritional intake. Experimental conditions are therefore approaching in vivo conditions.
Il est également possible de faire varier la concentration en stimuli biologiques ou chimiques afin de simuler les conditions d’exposition cellulaire suite à l’administration d’un médicament ou d’un autre produit. La concentration en stimuli peut augmenter durant une première phase puis diminuer durant une deuxième phase. It is also possible to vary the concentration of biological or chemical stimuli to simulate the conditions of cellular exposure following the administration of a drug or other product. The concentration of stimuli can increase during a first phase then decrease during a second phase.
Les cultures cellulaires sont soumises à des stimuli chimique, biochimique, physique ou mécanique afin d’évaluer leur réponse, c’est-à-dire, leur viabilité ou mortalité ainsi que la nature des molécules ou biomarqueurs qu’elles sécrètent. Dans l’étude d’un stimulus mécanique, la pression et/ou le débit peuvent évoluer dans le temps et la composition chimique est constante ou variable. Cell cultures are subjected to chemical, biochemical, physical or mechanical stimuli in order to evaluate their response, that is, their viability or mortality as well as the nature of the molecules or biomarkers they secrete. In the study of a mechanical stimulus, the pressure and / or the flow rate can change over time and the chemical composition is constant or variable.
Le laboratoire sur puce est donc très intéressant, car il permet d’analyser en temps réel les sécrétions cellulaires et permet de réaliser de véritables études cinétiques, proches des conditions in vivo. Par ailleurs, la surface étendue de la chambre d’analyse 3a permet de détecter un grand nombre de biomarqueurs à moindre coût. The lab-on-a-chip is therefore very interesting because it allows real-time analysis of cell secretions and allows real kinetic studies, close to in vivo conditions. Moreover, the large area of the analysis chamber 3a makes it possible to detect a large number of biomarkers at a lower cost.
Ce type de laboratoire sur puce est particulièrement avantageux car il permet d’utiliser de très nombreux procédés d’analyse différents. Dans le cas où la puce comporte plusieurs puits montés en parallèle, il est possible de choisir indépendamment l’alimentation des différents puits tant dans la composition, le débit et révolution temporelle de ces deux paramètres. Les analyses peuvent être réalisées en parallèle ce qui permet de gagner du temps. This type of lab-on-a-chip is particularly advantageous because it makes it possible to use a large number of different analysis methods. In the case where the chip comprises several wells connected in parallel, it is possible to independently choose the supply of the different wells in the composition, flow and time revolution of these two parameters. The analyzes can be done in parallel which saves time.
Il est possible d’alimenter tous les puits avec la même solution. En alternative, il est possible de dissocier le fluide alimentant les puits entre au moins deux puits de manière à comparer la réaction cellulaire entre les puits. Par exemple, il est possible de comparer la réponse cellulaire entre un flux comportant des stimuli chimiques et/ou biologiques et un flux dépourvu des stimuli chimiques et/ou biologiques. Il est encore possible de changer la concentration en nutriments, la concentration en stimuli chimiques et/ou biologiques entre les puits pour déterminer l’influence de ces différents paramètres sur la réponse cellulaire. It is possible to feed all the wells with the same solution. Alternatively, it is possible to dissociate the fluid feeding the wells between at least two wells so as to compare the cell reaction between the wells. For example, it is possible to compare the cellular response between a flow comprising chemical and / or biological stimuli and a flux devoid of chemical and / or biological stimuli. It is still possible to change the concentration of nutrients, the concentration of chemical and / or biological stimuli between the wells to determine the influence of these different parameters on the cellular response.
De manière générale, le procédé d’analyse de la réponse cellulaire d’un échantillon biologique peut se présenter de la manière suivante. In general, the method for analyzing the cellular response of a biological sample can be as follows.
Le procédé comporte une première étape de fourniture d’une puce microfluidique 1. Il est possible d’utiliser la puce décrite ci-dessus, mais il est également possible d’utiliser une puce différente. The method comprises a first step of providing a microfluidic chip 1. It is possible to use the chip described above, but it is also possible to use a different chip.
La puce micro-fluidique 1 comporte un premier puits 2a rempli par un échantillon cellulaire émettant une première réponse cellulaire. L’échantillon cellulaire peut être déposé manuellement, à l’aide d’une pipette ou micropipette, dans le premier puits 2a. The microfluidic chip 1 comprises a first well 2a filled with a cell sample emitting a first cellular response. The cell sample can be manually deposited, using a pipette or micropipette, in the first well 2a.
La puce comporte encore un premier canal d’entrée 4a destiné à alimenter le premier puits 2a. Le premier canal d’entrée débouchant dans une entrée du premier puits 2a. The chip further comprises a first input channel 4a for supplying the first well 2a. The first inlet channel opening into an inlet of the first well 2a.
La puce comporte également une première chambre d’analyse 3a possédant une première entrée d’analyse connectée fluidiquement au premier puits 2a au moyen d’un premier canal de sortie 5a et une sortie d’évacuation débouchant dans la première chambre d’analyse 3a et distincte de la première entrée d’analyse. The chip also comprises a first analysis chamber 3a having a first analysis input fluidly connected to the first well 2a by means of a first outlet channel 5a and an evacuation outlet opening into the first analysis chamber 3a and distinct from the first analysis input.
La puce comporte encore des éléments de captation 6a disposés sur une paroi de la première chambre d’analyse 3, les éléments de captation 6a étant configurés pour capturer au moins un biomarqueur représentatif de la première réponse cellulaire circulant depuis le premier puits 2a jusqu’à la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse 3a. The chip also comprises capture elements 6a disposed on a wall of the first analysis chamber 3, the capture elements 6a being configured to capture at least one biomarker representative of the first cellular response flowing from the first well 2a to the discharge outlet of the first analysis chamber 3a.
Le procédé comporte encore la fourniture d’un générateur de flux configuré pour appliquer un premier flux de liquide alimentant le premier puits 2a de sorte que la première réponse cellulaire soit emmenée depuis le premier puits 2a jusqu’à la sortie d’évacuation à travers la première chambre d’analyse 3a. Ensuite, le biomarqueur est déplacé depuis le premier puits 2a jusqu’à la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse de sorte que ledit au moins un biomarqueur soit capté par les éléments de captation 6a. les éléments de captation 6a sont analysés pour suivre la réponse cellulaire de l’échantillon cellulaire. The method further includes providing a flow generator configured to apply a first liquid flow supplying the first well 2a so that the first cellular response is taken from the first well 2a to the discharge outlet through the first analysis chamber 3a. Then, the biomarker is moved from the first well 2a to the evacuation outlet of the first analysis chamber so that the at least one biomarker is captured by the capturing elements 6a. the capturing elements 6a are analyzed to follow the cellular response of the cell sample.
Le générateur de flux est configuré pour appliquer des flux de liquide au moins au premier canal d’entrée 4a. The flow generator is configured to apply liquid streams to at least the first input channel 4a.
De manière avantageuse, le puits est rempli d'un liquide qui contient des nutriments avant d’introduire la culture cellulaire dans le puits. Dans un mode de réalisation particulier, les canaux d’entrées 4 de la puce sont connectés au générateur de flux et le générateur de flux est configuré pour qu’un liquide alimente le puits 2 avec un premier liquide qui comporte avantageusement des nutriments. Dans un mode d'organisation particulier, le générateur de flux est configuré pour remplir complètement le puits sans remplir la chambre d'analyse. De manière avantageuse, le générateur est configuré pour remplir une pluralité de puits avec un même débit pour chaque puits. Advantageously, the well is filled with a liquid that contains nutrients before introducing the cell culture into the well. In a particular embodiment, the input channels 4 of the chip are connected to the flow generator and the flow generator is configured so that a liquid feeds the well 2 with a first liquid which advantageously comprises nutrients. In a particular mode of organization, the flow generator is configured to completely fill the well without filling the analysis chamber. Advantageously, the generator is configured to fill a plurality of wells with the same flow rate for each well.
Une fois le puits rempli par un liquide, une culture cellulaire est introduite dans le puits. Par exemple une matrice de culture cellulaire est introduite dans le puits. Il est particulièrement avantageux d’introduire la culture cellulaire dans le puits après avoir rempli le puits par un fluide ce qui évite de laisser la culture cellulaire à l'air libre et donc un dessèchement de la culture cellulaire. De manière avantageuse, au moins les canaux 4 sont remplis avant d’introduire la culture cellulaire dans les puits. Dans un cas de figure, la fermeture du puits 2 est réalisée simultanément avec la mise en place d'un premier élément d'étanchéité autour de la chambre d'analyse 3. L'élément d'étanchéité laisse accessible la chambre d'analyse 3. Once the well is filled with a liquid, a cell culture is introduced into the well. For example, a cell culture matrix is introduced into the well. It is particularly advantageous to introduce the cell culture into the well after having filled the well with a fluid which avoids leaving the cell culture in the open air and therefore drying out of the cell culture. Advantageously, at least the channels 4 are filled before introducing the cell culture into the wells. In one case, the closing of the well 2 is carried out simultaneously with the introduction of a first sealing element around the analysis chamber 3. The sealing element leaves the analysis chamber 3 accessible. .
Dans un procédé d’utilisation particulier, la fermeture du puits 2 est réalisée avant la mise en place des cellules dans le puits 2. Les cellules seront alors mise en place dans le puits 2 par injection au moyen du canal d’entrée 4 ou au travers de la couche de couverture 8, par exemple, grâce à une seringue. In a particular method of use, the closure of the well 2 is carried out before the introduction of the cells in the well 2. The cells will then be placed in the well 2 by injection by means of the inlet channel 4 or through the cover layer 8, for example, through a syringe.
La chambre d'analyse 3 peut être ensuite refermée au moyen de la paroi d’analyse 6. Une fois la chambre analyse 3 fermée de manière étanche, le générateur de flux peut remplir la chambre d'analyse 3 avec le liquide. Préférentiellement, le générateur de flux remplit la chambre d'analyse 3 à partir d'un flux qui provient du puits 2. De manière avantageuse, le générateur de flux est configuré pour remplir le puits 2 puis la chambre d'analyse 3 jusqu'à l'évacuation 7. The analysis chamber 3 can then be closed again by means of the analysis wall 6. Once the analysis chamber 3 is sealed, the flow generator can fill the analysis chamber 3 with the liquid. Preferably, the flow generator fills the analysis chamber 3 with a flow coming from the well 2. Advantageously, the flow generator is configured to fill the well 2 and then the analysis chamber 3 until evacuation 7.
Le procédé d’analyse comporte avantageusement une étape d’alimentation du premier puits 2a comportant la culture cellulaire avec un premier liquide ayant une première composition et comportant des nutriments. Le premier puits 2a est alimenté avec un premier débit et une première pression. The analysis method advantageously comprises a step of feeding the first well 2a comprising the cell culture with a first liquid having a first composition and comprising nutrients. The first well 2a is fed with a first flow and a first pressure.
Dans une deuxième étape, le premier puits 2a peut être alimenté avec un deuxième liquide comportant une deuxième composition. Le premier puits 2 est alimenté avec un deuxième débit et une deuxième pression, au moins un paramètre choisi parmi la deuxième composition, le deuxième débit et la deuxième pression étant respectivement différent de la première composition, du premier débit et de la première pression. La culture cellulaire émet des biomarqueurs en réponse au deuxième liquide. L’alimentation en premier et deuxième liquides est configurée pour que les biomarqueurs atteignent la chambre d’analyse 3. Les biomarqueurs sont captés par les sondes 6a et il est possible de comparer la différence de réponse entre le premier liquide et le deuxième liquide pour une même culture cellulaire dans une même puce. En faisant évoluer la pression et/ou le débit, il est possible de simuler un stress mécanique sur la culture cellulaire. En modifiant la composition du milieu nutritif, il est possible de simuler un stress chimique. Cependant, il est particulièrement avantageux de rajouter au moins une molécule au deuxième liquide c’est-à-dire la molécule à étudier. En alternative, la molécule à étudier est présente en continu. Les constituants du premier liquide et du deuxième peuvent être identiques et avec des concentrations différentes. In a second step, the first well 2a can be fed with a second liquid comprising a second composition. The first well 2 is fed with a second flow and a second pressure, at least one parameter chosen from the second composition, the second flow and the second pressure being respectively different from the first composition, the first flow and the first pressure. The cell culture emits biomarkers in response to the second liquid. The first and second fluid supply is configured for the biomarkers to reach the analysis chamber 3. The biomarkers are picked up by the probes 6a and it is possible to compare the difference in response between the first liquid and the second liquid for a second time. same cell culture in the same chip. By changing the pressure and / or the flow, it is possible to simulate a mechanical stress on the cell culture. By changing the composition of the nutrient medium, it is possible to simulate chemical stress. However, it is particularly advantageous to add at least one molecule to the second liquid, that is to say the molecule to be studied. Alternatively, the molecule to be studied is present continuously. The constituents of the first liquid and the second can be identical and with different concentrations.
Les biomarqueurs représentatifs de la réponse cellulaire contenue dans le liquide issu des puits de culture cellulaire sont ensuite capturés sur les sondes 6a présentes dans la chambre d’analyse 3. Si nécessaire, un réactif de révélation est mis en contact avec les biomarqueurs capturés sur les sondes 6a pour mettre en évidence un signal analysable. The biomarkers representative of the cellular response contained in the liquid from the cell culture wells are then captured on the probes 6a present in the analysis chamber 3. If necessary, a revelation reagent is brought into contact with the biomarkers captured on the cells. probes 6a to highlight an analyzable signal.
Avantageusement, le procédé comporte la fourniture d’au moins un réactif de révélation configuré pour réagir avec le ou les biomarqueurs représentatifs de la première réponse cellulaire captés par les éléments de captation 6a. Le réactif de révélation traverse la première chambre d’analyse 3a simultanément ou postérieurement au passage de la première réponse cellulaire dans la première chambre d’analyse 3a. L’analyse des éléments de captation 6a est réalisée en recherchant le réactif de révélation. Advantageously, the method comprises the provision of at least one revelation reagent configured to react with the representative biomarker or biomarkers of the first cellular response captured by the capture elements 6a. The developing reagent passes through the first analysis chamber 3a simultaneously or after the passage of the first cellular response in the first analysis chamber 3a. The analysis of the capture elements 6a is carried out by searching for the revealing reagent.
Lorsque la puce micro-fluidique comporte une pluralité de puits par exemple au moins deux, trois ou quatre puits, il est possible d’utiliser différemment les canaux d’entrée de la puce. When the microfluidic chip comprises a plurality of wells for example at least two, three or four wells, it is possible to use the input channels of the chip differently.
Dans une configuration, un premier puits 2a est rempli par des cellules et un deuxième puits 2b n’est pas rempli par des cellules. Le premier puits 2a est soumis à un premier flux de liquide comportant des nutriments et éventuellement à des stimuli chimiques ou biologiques. Le deuxième puits 2b devient alors une entrée additionnelle qui débouche dans le premier canal de sortie 5a par une première jonction se trouvant entre le premier puits 2a et la première chambre d’analyse 3a. Celle-ci est soumis à un deuxième flux de réactifs de révélation. Le deuxième flux pénètre dans la chambre d’analyse 3 sans être en contact de l’échantillon cellulaire. In one configuration, a first well 2a is filled with cells and a second well 2b is not filled with cells. The first well 2a is subjected to a first flow of liquid containing nutrients and possibly to chemical or biological stimuli. The second well 2b then becomes an additional input which opens into the first output channel 5a by a first junction located between the first well 2a and the first analysis chamber 3a. This is subjected to a second flow of revealing reagents. The second stream enters the analysis chamber 3 without being in contact with the cell sample.
Afin que la chambre d’analyse 3a soit alimentée à la fois par des réactifs issus de l’entrée additionnel ou du puits 2b et par le liquide issu du puits de culture cellulaire 2a, différentes réalisations sont possibles. Les sorties du premier puits 2a et du deuxième puits 2b se rejoignent au niveau de la première jonction dans un mélangeur afin que le deuxième flux de réactifs se mélange au premier flux de biomarqueurs dans le canal de sortie 5a après la première jonction. En sortie, le mélangeur délivre un liquide correspondant au mélange des deux flux. Il n’y a alors aucun risque que les réactifs ou le débit d’injection des réactifs perturbent les cellules du premier puits 2a. So that the analysis chamber 3a is fed both with reagents from the additional inlet or the well 2b and the liquid from the cell culture well 2a, different embodiments are possible. The outlets of the first well 2a and the second well 2b meet at the first junction in a mixer so that the second stream of reagents mixes with the first biomarker stream in the outlet channel 5a after the first join. At the outlet, the mixer delivers a liquid corresponding to the mixture of the two flows. There is then no risk that the reactants or the injection rate of the reagents disturb the cells of the first well 2a.
En alternative, la chambre d’analyse est alimentée alternativement par le puits 2a puis par le puits 2b afin que toutes les sondes voient alternativement le liquide contenant les biomarqueurs de la réponse cellulaire et le liquide contenant les réactifs de révélation. Alternatively, the analysis chamber is fed alternately with the well 2a and then with the well 2b so that all the probes alternately see the liquid containing the biomarkers of the cellular response and the liquid containing the revealing reagents.
Par exemple, si la puce comporte trois puits comme cela est illustré aux figures 1 et 5, il est possible d’associer un puits et son canal d’entrée à un flux de réactif. Les deux autres puits sont remplis par des cultures cellulaires. Les sorties des puits contenant des cultures cellulaires se rejoignent chacune avec la sortie du puits associée au réactif de révélation. Là encore, il est possible de prévoir que plusieurs puits contiennent des cellules et que ces puits soient alimentés avec des compositions différentes. Le flux de réactifs est introduit dans le puits central et les puits d’extrémités comportent les cultures cellulaires. For example, if the chip has three wells as illustrated in FIGS. 1 and 5, it is possible to associate a well and its input channel with a flow of reagent. The other two wells are filled with cell cultures. Outputs from the wells containing cell cultures each join with the exit of the well associated with the revealing reagent. Again, it is possible to provide that several wells contain cells and that these wells are fed with different compositions. The flow of reagents is introduced into the central well and the end wells comprise the cell cultures.
Le puits contenant la culture cellulaire est alimenté par un liquide de nutriments. Après un premier temps d’attente, la culture cellulaire est également alimentée par la molécule à étudier. Simultanément à l’injection de la molécule à étudier ou postérieurement à l’injection, le réactif de révélation est appliqué sur le deuxième canal d’entrée afin que le réactif de révélation s’introduise dans la chambre d’analyse par mélange ou succession avec le liquide issu des puits de culture cellulaire. De manière avantageuse, cet enchaînement d’étapes est réalisé par le générateur de flux qui comporte un circuit de commande. Cette configuration est particulièrement avantageuse lorsque le réactif de révélation est préjudiciable à la culture cellulaire. The well containing the cell culture is fed with a nutrient liquid. After a first waiting time, the cell culture is also fed by the molecule to be studied. Simultaneously with the injection of the molecule to be studied or after the injection, the revelation reagent is applied on the second inlet channel so that the revealing reagent is introduced into the analysis chamber by mixing or succession with the liquid from the cell culture wells. Advantageously, this sequence of steps is performed by the flow generator which comprises a control circuit. This configuration is particularly advantageous when the revelation reagent is detrimental to the cell culture.
Dans un autre mode de réalisation, les deux puits 2a et 2b sont remplis par des cultures cellulaires. Comme précédemment, un flux de liquide comportant des nutriments est appliqué dans chacun des puits 2. Le flux de liquide d’au moins l’un des puits 2 est ensuite modifié afin d’appliquer une molécule à étudier dans chacun des puits 2. Il est envisageable d’appliquer la molécule à étudier dans un seul des puits. In another embodiment, both wells 2a and 2b are filled with cell cultures. As before, a flow of liquid containing nutrients is applied in each of the wells 2. The flow of liquid from at least one of the wells 2 is then modified in order to apply a molecule to be studied in each of the wells. It is conceivable to apply the molecule to be studied in one well.
Le réactif de révélation peut être appliqué sur la surface d’analyse hors de la puce après retrait de la paroi d’analyse. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en combinaison avec la puce illustrée à la figure 2 où deux puits sont utilisés pour alimenter une même chambre d’analyse. Le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 5 permet de comparer des conditions différentes en utilisant la condition appliquée dans le puits 2b comme référence. The developing reagent may be applied to the assay surface off the chip after removal of the assay wall. This embodiment is particularly advantageous in combination with the chip illustrated in Figure 2 where two wells are used to feed the same analysis chamber. The embodiment illustrated in FIGS. 1 and 5 makes it possible to compare different conditions by using the condition applied in the well 2b as a reference.
Le puits 2b peut également être avantageusement associé à l’apport de réactif, les puits 2a et 2c étant alors utilisés pour étudier des conditions opératoires de stimulation des cultures cellulaire. Chaque chambre d’analyse reçoit le même réactif et une réponse cellulaire spécifique provenant du puits 2a ou du puits 2c. En alternative, le puits 2b reçoit la culture cellulaire et les puits 2a et 2c sont associés à des réactifs différents et/ou les deux chambres d’analyse possèdent des sondes 6a différentes. Well 2b can also be advantageously associated with the supply of reagent, wells 2a and 2c being then used to study operating conditions for stimulating cell cultures. Each analysis chamber receives the same reagent and a specific cellular response from well 2a or well 2c. Alternatively, the well 2b receives the cell culture and the wells 2a and 2c are associated with different reagents and / or the two analysis chambers have different probes 6a.
La puce permet également de fournir deux cultures cellulaires différentes dans deux puits différents dont les sorties se rejoignent ou non dans une même chambre d’analyse. Les deux puits sont soumis aux mêmes flux de liquide, préférentiellement de manière simultanée. Il est alors possible d’observer la réponse des deux cultures différentes. The chip also makes it possible to provide two different cell cultures in two different wells whose outlets join or not in the same analysis chamber. Both wells are subjected to the same liquid flow, preferably simultaneously. It is then possible to observe the response of the two different cultures.
Il est encore possible de prévoir que deux puits soient remplis par deux cultures différentes et que chaque culture soit soumise à des flux de liquide différents. L’intégration sur une même puce permet de s’assurer que les autres conditions étudiées soient identiques par exemple en ce qui concerne la température, l’humidité et/ou l’atmosphère Dans un mode de réalisation avantageux, le puits est maintenu à une température de consigne, par exemple au moyen d'un incubateur. La température de consigne est avantageusement comprise entre 20 et 45°C, préférentiellement égale à 37°C. Dans un mode de réalisation particulier, l'incubateur est configuré pour appliquer la température de consigne lors du remplissage du puits et lors du remplissage de la chambre d'analyse. En alternative, l'incubateur est configuré pour appliquer la température de consigne une fois que la culture cellulaire est introduite dans le puits. L’incubateur peut également être configuré pour assurer une atmosphère contrôlée avec 5% volumique de C02 et au moins 90% volumique d’humidité. Afin d'avoir des conditions d'études les plus proches des conditions in vivo, Il est particulièrement avantageux de prévoir que le générateur de flux alimente le puits et la chambre d'analyse lorsque la puce est à la température de consigne. It is still possible to provide for two wells to be filled by two different cultures and for each culture to be subjected to different liquid flows. Integration on the same chip makes it possible to ensure that the other conditions studied are identical for example with regard to temperature, humidity and / or the atmosphere. In an advantageous embodiment, the well is maintained at a constant temperature. setpoint temperature, for example by means of an incubator. The set temperature is advantageously between 20 and 45 ° C, preferably equal to 37 ° C. In a particular embodiment, the incubator is configured to apply the set temperature during filling of the well and during filling of the analysis chamber. Alternatively, the incubator is configured to apply the set temperature once the cell culture is introduced into the well. The incubator may also be configured to provide a controlled atmosphere with 5% vol of CO2 and at least 90% by volume of moisture. In order to have study conditions closest to in vivo conditions, it is particularly advantageous to provide for the flow generator to feed the well and the analysis chamber when the chip is at the set temperature.

Claims

Revendications claims
1. Puce micro-fluidique (1) comportant un substrat (A) définissant : A micro-fluidic chip (1) comprising a substrate (A) defining:
• un premier puits (2a) destiné à recevoir un échantillon biologique, le substrat (A) définissant des parois latérales et au moins une paroi de fond ou de sommet du premier puits (2a), le premier puits (2a) débouchant à la surface d’une face du substrat (A), le premier puits (2a) étant fermé au moyen d’une couche de couverture (8),  A first well (2a) intended to receive a biological sample, the substrate (A) defining side walls and at least one bottom or top wall of the first well (2a), the first well (2a) opening on the surface; one side of the substrate (A), the first well (2a) being closed by means of a covering layer (8),
• un premier canal d’entrée (4a) destiné à alimenter le premier puits (2a) avec un premier liquide, le premier canal d’entrée (4a) se terminant par une première entrée débouchant dans le premier puits (2a),  A first inlet channel (4a) intended to feed the first well (2a) with a first liquid, the first inlet channel (4a) terminating in a first inlet opening into the first well (2a),
• un premier canal de sortie (5a) ayant une première extrémité formée par une première sortie du premier puits (2a) pour évacuer le premier liquide, A first outlet channel (5a) having a first end formed by a first outlet of the first well (2a) for discharging the first liquid,
• une première chambre d’analyse (3a) possédant une première entrée d’analyse connectée au premier puits (2a) au moyen du premier canal de sortie (5a) et une sortie d’évacuation débouchant dans la première chambre d’analyse (3a) et distincte de la première entrée d’analyse, A first analysis chamber (3a) having a first analysis input connected to the first well (2a) by means of the first output channel (5a) and an evacuation outlet opening into the first analysis chamber (3a). ) and distinct from the first analysis input,
puce micro-fluidique dans laquelle la première entrée et la première sortie du premier puits (2a) définissent un premier axe différent et non parallèle à un deuxième axe défini par la première entrée d’analyse et la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse (3a), micro-fluidic chip in which the first inlet and the first outlet of the first well (2a) define a different first axis and not parallel to a second axis defined by the first analysis input and the discharge outlet of the first chamber; analysis (3a),
caractérisée en ce que la première chambre d’analyse (3a) est fermée par une paroi d’analyse (6) comportant des éléments de captation (6a) configurés pour capturer au moins un biomarqueur du premier liquide circulant dans la première chambre d’analyse (3a), la paroi d’analyse (6) étant montée de manière amovible par rapport au substrat (A) et par rapport à la couche de couverture (8) de manière à pouvoir démonter la paroi d’analyse (6) indépendamment de la couche de couverture (8).characterized in that the first analysis chamber (3a) is closed by an analysis wall (6) comprising capture elements (6a) configured to capture at least one biomarker of the first liquid flowing in the first analysis chamber (3a), the analysis wall (6) being removably mounted relative to the substrate (A) and with respect to the covering layer (8) so as to be able to dismount the analysis wall (6) independently of the cover layer (8).
2. Puce micro-fluidique (1 ) selon la revendication 1 , dans laquelle la couche de couverture (8) est montée de manière amovible par rapport à la face du substrat (A).2. micro-fluidic chip (1) according to claim 1, wherein the cover layer (8) is removably mounted relative to the face of the substrate (A).
3. Puce micro-fluidique (1) selon l’une des revendications 1 et 2, dans laquelle la couche de couverture (8) définit au moins un orifice traversant formant un anneau entourant la sortie du premier canal de sortie (5a), l’anneau défini dans la couche de couverture (8) formant complètement ou partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse (3a), la face du substrat (A) formant une paroi de fond de la première chambre d’analyse (3a). 3. micro-fluidic chip (1) according to one of claims 1 and 2, wherein the cover layer (8) defines at least one through hole forming a ring surrounding the outlet of the first outlet channel (5a), defined ring in the layer of cover (8) forming completely or partially the side walls of the first analysis chamber (3a), the face of the substrate (A) forming a bottom wall of the first analysis chamber (3a).
4. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle les parois latérales de la première chambre d’analyse (3a) sont partiellement formées dans le substrat (A), la première chambre d’analyse (3a) étant formée par une première cavité débouchant sur la face du substrat (A), la couche de couverture (8) définissant un anneau entourant la première cavité et formant partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse (3a).  4. Microfluidic chip (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the side walls of the first analysis chamber (3a) are partially formed in the substrate (A), the first analysis chamber (3a) being formed by a first cavity opening on the face of the substrate (A), the covering layer (8) defining a ring surrounding the first cavity and partially forming the side walls of the first analysis chamber (3a).
5. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les parois latérales du premier canal de sortie (5a) sont formées par une rainure dans la face du substrat (A), la couche de couverture (8) refermant le premier puits (2a) et le premier canal de sortie (5a) jusqu’à la première chambre d’analyse (3a).  5. micro-fluidic chip (1) according to one of the preceding claims wherein the side walls of the first outlet channel (5a) are formed by a groove in the face of the substrate (A), the cover layer (8). closing the first well (2a) and the first outlet channel (5a) to the first analysis chamber (3a).
6. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le premier canal de sortie (5a) est défini par une rainure formée dans la couche de couverture (8) qui referme le premier puits (2a).  6. Microfluidic chip (1) according to one of the preceding claims wherein the first outlet channel (5a) is defined by a groove formed in the cover layer (8) which closes the first well (2a).
7. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une quelconques des revendications précédentes comportant un canal additionnel (4b, 5b) connecté au premier canal de sortie (5a) entre la sortie du premier puits (2a) et la première chambre d’analyse (3a), le canal additionnel (4b, 5b) étant avantageusement formé par une rainure additionnelle dans la face du substrat (A) et/ou dans la couche de couverture (8). A micro-fluidic chip (1) according to any one of the preceding claims comprising an additional channel (4b, 5b) connected to the first outlet channel (5a) between the outlet of the first well (2a) and the first chamber of analysis (3a), the additional channel (4b, 5b) being advantageously formed by an additional groove in the face of the substrate (A) and / or in the cover layer (8).
8. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la première chambre d’analyse (3a) comporte des première et deuxième entrées d’analyse définissant respectivement des première et deuxième directions d’introduction de liquide dans la première chambre d’analyse (3a). 8. Microfluidic chip (1) according to any one of the preceding claims wherein the first analysis chamber (3a) comprises first and second analysis inputs respectively defining first and second directions of introduction of liquid in the first analysis chamber (3a).
9. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes comportant une évacuation (7) reliée à la sortie d’évacuation de la première chambre d’analyse (3a) et des premier et deuxième septums configurés pour fermer de manière étanche le premier canal d’entrée (4a) et l’évacuation (7). 9. micro-fluidic chip (1) according to any one of the preceding claims having an evacuation (7) connected to the discharge outlet of the first analysis chamber (3a) and the first and second septa configured to close the sealing the first inlet channel (4a) and the outlet (7).
10. Puce micro-fluidique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la distance séparant la paroi d’analyse (6) et le fond de la première chambre d’analyse (3a) est inférieure à 2 mm. 10. Microfluidic chip (1) according to any one of the preceding claims wherein the distance separating the analysis wall (6) and the bottom of the first analysis chamber (3a) is less than 2 mm.
11. Laboratoire (20) sur puce micro-fluidique comportant :  11. Laboratory (20) on micro-fluidic chip comprising:
• une puce micro-fluidique (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, la puce micro-fluidique comportant une paroi d’analyse (6) refermant la première chambre d’analyse (3a) de manière amovible, la paroi d’analyse (6) étant munie d’éléments de captation (6a) configurés pour capturer au moins un biomarqueur du liquide circulant dans la première chambre d’analyse (3a) et issu du premier puits (2a) ;  A microfluidic chip (1) according to any one of the preceding claims, the micro-fluidic chip comprising an analysis wall (6) removably closing the first analysis chamber (3a), the wall of analysis (6) being provided with capturing elements (6a) configured to capture at least one biomarker of the liquid flowing in the first analysis chamber (3a) and from the first well (2a);
• un générateur de flux connecté au premier canal d’entrée (4a) de la puce micro-fluidique (1), le générateur de flux étant configuré pour émettre au moins un premier flux de liquide destiné à traverser au moins le premier puits (2a) rempli par un échantillon cellulaire et la chambre d’analyse (3), le premier flux de liquide ayant un débit compris entre 0,1 /L/min et 2 mL/min de sorte que le flux de liquide qui s’écoule dans la première chambre d’analyse (3a) soit laminaire dans au moins une moitié de la première chambre d’analyse (3a) comportant la sortie d’évacuation.  A flux generator connected to the first input channel (4a) of the microfluidic chip (1), the flux generator being configured to emit at least a first liquid flow intended to pass through at least the first well (2a ) filled with a cell sample and the analysis chamber (3), the first liquid flow having a flow rate between 0.1 / L / min and 2 mL / min so that the flow of liquid flowing in the first analysis chamber (3a) is laminar in at least half of the first analysis chamber (3a) having the discharge outlet.
12. Laboratoire (20) sur puce micro-fluidique selon la revendication précédente dans lequel le générateur de flux est connecté à un canal additionnel (4b) de la puce micro-fluidique et dans lequel le générateur de flux est configuré pour :  12. Laboratory (20) micro-fluidic chip according to the preceding claim wherein the flow generator is connected to an additional channel (4b) of the microfluidic chip and wherein the flow generator is configured to:
• appliquer un premier flux sur le premier canal d’entrée (4a) de manière à alimenter le premier puits (2a) pendant une première période, le premier flux comportant un premier liquide comportant au moins des nutriments, Applying a first flow on the first inlet channel (4a) so as to feed the first well (2a) during a first period, the first flow comprising a first liquid comprising at least nutrients,
• appliquer un flux additionnel sur le canal additionnel (4b) comportant des réactifs configurés pour réagir avec des biomarqueurs caractéristiques d’une réponse cellulaire de l’échantillon biologique contenu dans le premier puits (2a), les éléments de captation (6a) étant configurés pour capter et/ou réagir avec les biomarqueurs. Applying an additional flow on the additional channel (4b) comprising reagents configured to react with biomarkers characteristic of a cellular response of the biological sample contained in the first well (2a), the capturing elements (6a) being configured to capture and / or react with biomarkers.
13. Procédé de réalisation d’une puce micro-fluidique comportant les étapes successives suivantes :  13. Process for producing a micro-fluidic chip comprising the following successive steps:
- fournir une puce micro-fluidique (1) selon la revendication 1 , - refermer le premier puits (2a) au moyen d’une couche de couverture (8) qui forme au moins partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse (3a), supplying a microfluidic chip (1) according to claim 1, - closing the first well (2a) by means of a cover layer (8) which at least partially forms the side walls of the first analysis chamber (3a),
- refermer la première chambre d’analyse (3a) au moyen d’une paroi d’analyse (6) comportant des éléments de captation (6a) configurés pour capturer des biomarqueurs du liquide circulant dans la première chambre d’analyse (3a).  - Close the first analysis chamber (3a) by means of an analysis wall (6) comprising capturing elements (6a) configured to capture biomarkers of the liquid flowing in the first analysis chamber (3a).
14. Procédé d’analyse d’un échantillon cellulaire comportant :  14. A method of analyzing a cell sample comprising:
• fournir une puce micro-fluidique (1) comportant :  Providing a microfluidic chip (1) comprising:
o un premier puits (2a) rempli par un échantillon cellulaire émettant une première réponse cellulaire contenant au moins un biomarqueur;  a first well (2a) filled with a cell sample emitting a first cellular response containing at least one biomarker;
o une première chambre d’analyse (3a) dépourvue d’échantillon cellulaire et possédant une première entrée d’analyse connectée fluidiquement au premier puits (2a) au moyen d’un premier canal de sortie (5a) et une sortie d’évacuation débouchant dans la première chambre d’analyse (3a) et distincte de la première entrée d’analyse,  a first analysis chamber (3a) devoid of a cell sample and having a first analysis input fluidly connected to the first well (2a) by means of a first outlet channel (5a) and an evacuation outlet opening in the first analysis chamber (3a) and separate from the first analysis input,
o des éléments de captation (6a) disposés sur une paroi de la première chambre d’analyse (3), les éléments de captation (6a) étant configurés pour capturer ledit au moins un biomarqueur circulant depuis le premier puits (2a) jusqu’à la première chambre d’analyse (3a);  o capture elements (6a) disposed on a wall of the first analysis chamber (3), the capture elements (6a) being configured to capture said at least one biomarker flowing from the first well (2a) to the first analysis chamber (3a);
• appliquer un premier flux de liquide alimentant le premier puits (2a) de sorte que la première réponse cellulaire soit emmenée depuis le premier puits (2) jusqu’à la sortie d’évacuation à travers la première chambre d’analyse (3a), ledit au moins un biomarqueur circulant dans la première chambre d’analyse pour être capté par les éléments de captation (6a),  Applying a first stream of liquid feeding the first well (2a) so that the first cellular response is taken from the first well (2) to the discharge outlet through the first analysis chamber (3a), said at least one biomarker flowing in the first analysis chamber to be picked up by the capturing elements (6a),
• analyser les éléments de captation (6a),  • analyze the capturing elements (6a),
dans lequel un substrat (A) monobloc définit au moins partiellement le premier puits (2a) et dans lequel les éléments de captation (6a) sont montés amovibles par rapport à la première chambre d’analyse (3a).  wherein a one-piece substrate (A) at least partially defines the first well (2a) and wherein the pick-up members (6a) are removably mounted relative to the first analyzing chamber (3a).
15. Procédé d’analyse selon la revendication précédente comportant la fourniture d’au moins un réactif de révélation configuré pour réagir avec ledit au moins un biomarqueur représentatif de la première réponse cellulaire capté par les éléments de captation (6a), ledit au moins un réactif de révélation traversant la première chambre d’analyse (3a) simultanément ou postérieurement au passage dudit au moins un biomarqueur dans la première chambre d’analyse (3a), l’analyse des éléments de captation (6a) étant réalisée en recherchant ledit au moins un réactif de révélation. 15. Analysis method according to the preceding claim comprising the provision of at least one developing reagent configured to react with said at least one biomarker representative of the first cellular response captured by the capture elements (6a), said at least one revealing reagent crossing the first analysis chamber (3a) simultaneously or after the passage of said at least one biomarker in the first analysis chamber (3a), the analysis of the capture elements (6a) being performed by searching for said at least one revelation reagent.
16. Procédé d’analyse selon la revendication précédente comportant appliquer un deuxième flux sur une entrée additionnelle de la puce micro-fluidique (1 ), l’entrée additionnelle débouchant dans le premier canal de sortie (5a) par une première jonction se trouvant entre le premier puits (2a) et la première chambre d’analyse (3a) de sorte que le deuxième flux pénètre dans la première chambre d’analyse (3a), le deuxième flux comportant ledit au moins un réactif de révélation de sorte que ledit au moins un réactif de révélation soit dépourvu de contact avec l’échantillon cellulaire. 16. Analysis method according to the preceding claim comprising applying a second stream to an additional input of the microfluidic chip (1), the additional input opening into the first output channel (5a) through a first junction located between the first well (2a) and the first analysis chamber (3a) so that the second flow enters the first analysis chamber (3a), the second flow comprising the at least one revelation reagent so that least a revealing reagent is devoid of contact with the cell sample.
17. Procédé d’analyse selon la revendication précédente comportant le remplissage du premier canal de sortie (5a), après la première jonction, alternativement par le premier flux comportant ledit au moins un biomarqueur et par le deuxième flux comportant ledit au moins un réactif de révélation. 17. Analysis method according to the preceding claim comprising the filling of the first output channel (5a), after the first junction, alternatively by the first stream comprising the said at least one biomarker and the second stream comprising the said at least one reagent of revelation.
18. Procédé d’analyse selon la revendication 16 dans lequel, la première jonction est associée à un mélangeur configuré pour mélanger le premier flux avec le deuxième flux dans le premier canal de sortie (5a) après la première jonction.  18. Analysis method according to claim 16 wherein the first junction is associated with a mixer configured to mix the first stream with the second stream in the first output channel (5a) after the first junction.
19. Procédé d’analyse selon l’une quelconque des revendications 14 à 18, dans lequel la puce micro-fluidique (1 ) comporte un deuxième puits (2b) comportant un échantillon cellulaire additionnel émettant une deuxième réponse cellulaire comportant un biomarqueur additionnel, le deuxième puits (2b) étant connecté fluidiquement à la première chambre d’analyse (3a) par un deuxième canal de sortie (5b) rejoignant le premier canal de sortie (5a) avant la première chambre d’analyse (3a), un générateur de flux alimentant les premier et deuxième puits (2a, 2b) de manière à emmener le biomarqueur et le biomarqueur additionnel représentatifs respectivement des première et deuxième réponses cellulaires dans la première chambre d’analyse (3a) et délivrer des premier et deuxième flux laminaires à l’intérieure de la première chambre d’analyse (3a), le biomarqueur et le biomarqueur additionnel étant présents respectivement dans les premier et deuxième flux laminaires. 19. Analysis method according to any one of claims 14 to 18, wherein the microfluidic chip (1) comprises a second well (2b) comprising an additional cell sample emitting a second cellular response comprising an additional biomarker, the second well (2b) being fluidly connected to the first analysis chamber (3a) by a second output channel (5b) joining the first output channel (5a) before the first analysis chamber (3a), a generator feeds the first and second wells (2a, 2b) to take the representative biomarker and additional biomarker respectively of the first and second cellular responses in the first analysis chamber (3a) and deliver first and second laminar flows to the first and second the interior of the first analysis chamber (3a), the biomarker and the additional biomarker being respectively present in the first and second laminar flows.
20. Procédé d’analyse selon l’une quelconque des revendications 14 à 19, dans lequel le premier puits (2a) est rempli par l’échantillon cellulaire avant la fermeture du premier puits (2a) par une couche de couverture (8), la couche de couverture (8) formant au moins partiellement les parois latérales de la première chambre d’analyse (3a). 20. Analysis method according to any one of claims 14 to 19, wherein the first well (2a) is filled by the cell sample before the closure of the first well (2a) by a cover layer (8), the cover layer (8) at least partially forming the side walls of the first analysis chamber (3a).
21. Procédé d’analyse selon l’une quelconque des revendications 14 à 20, dans lequel la première chambre d’analyse (3a) est fermée au moyen d’une paroi d’analyse (6) comportant les éléments de captation (6a).  21. Analysis method according to any one of claims 14 to 20, wherein the first analysis chamber (3a) is closed by means of an analysis wall (6) comprising the capturing elements (6a). .
22. Procédé d’analyse selon la revendication précédente, comportant le démontage de la paroi d’analyse (6) pour réaliser l’analyse des éléments de captation (6a) hors de la première chambre d’analyse (3a).  22. The analysis method according to the preceding claim, comprising dismantling the analysis wall (6) to perform the analysis of the capturing elements (6a) outside the first analysis chamber (3a).
23. Procédé d’analyse selon la revendication précédente, dans lequel la puce (1 ) est définie dans un substrat (A), le substrat (A) définissant un fond et une paroi latérale du premier puits (2) et une rainure formant le premier canal de sortie (5a) et dans lequel le procédé d’analyse comporte la fermeture de manière étanche du premier puits (2) et du premier canal de sortie (5a) au moyen d’un couche de couverture (8) amovible.  23. Analysis method according to the preceding claim, wherein the chip (1) is defined in a substrate (A), the substrate (A) defining a bottom and a side wall of the first well (2) and a groove forming the first output channel (5a) and wherein the analysis method comprises sealing the first well (2) and the first output channel (5a) in a sealed manner by means of a removable cover layer (8).
24. Procédé d’analyse selon la revendication précédente, dans lequel la couche de couverture (8) définit une ouverture (8a) formant un anneau fermé autour de la première chambre d’analyse (3a) et dans lequel le procédé comporte, après l’installation de la couche de couverture (8), l’installation d’une surface d’analyse (6a) fermant la première chambre d’analyse (3a) de manière étanche, la surface d’analyse (6) comportant les éléments de captation (6a).  24. Analysis method according to the preceding claim, wherein the cover layer (8) defines an opening (8a) forming a closed ring around the first analysis chamber (3a) and wherein the method comprises, after the installing the cover layer (8), installing an analysis surface (6a) sealing the first analysis chamber (3a) in a sealed manner, the analysis surface (6) comprising the capture (6a).
25. Procédé d’analyse selon l’une quelconques des revendications 22 à 24, dans lequel les parois latérales du premier canal de sortie (5a) sont au moins partiellement formées dans la couche de couverture (8).  25. Analysis method according to any one of claims 22 to 24, wherein the side walls of the first outlet channel (5a) are at least partially formed in the cover layer (8).
EP18845401.1A 2017-12-21 2018-12-21 Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method Pending EP3728556A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762896A FR3075823A1 (en) 2017-12-21 2017-12-21 METHOD OF ANALYZING A CELLULAR SAMPLE USING A MICRO-FLUIDIC CHIP LABORATORY
FR1762895A FR3075817B1 (en) 2017-12-21 2017-12-21 MICRO-FLUIDIC CHIP AND LABORATORY ON MICRO-FLUIDIC CHIP
PCT/FR2018/053524 WO2019122788A1 (en) 2017-12-21 2018-12-21 Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3728556A1 true EP3728556A1 (en) 2020-10-28

Family

ID=65352046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18845401.1A Pending EP3728556A1 (en) 2017-12-21 2018-12-21 Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200406263A1 (en)
EP (1) EP3728556A1 (en)
WO (1) WO2019122788A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11986821B2 (en) 2019-11-13 2024-05-21 Beijing Boe Health Technology Co., Ltd. Detection chip
JP1680215S (en) * 2020-08-21 2021-03-01
JP1680501S (en) * 2020-08-21 2021-03-08
JP1680217S (en) * 2020-08-21 2021-03-01
JP1680216S (en) * 2020-08-21 2021-03-01
JP1680214S (en) * 2020-08-21 2021-03-01
CN113546702A (en) * 2021-07-27 2021-10-26 上海交通大学 Micro-channel structure, micro-fluidic chip and preparation method
WO2023087280A1 (en) * 2021-11-19 2023-05-25 深圳华大生命科学研究院 Microfluidic device and usage method therefor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6664104B2 (en) * 1999-06-25 2003-12-16 Cepheid Device incorporating a microfluidic chip for separating analyte from a sample
EP3778858A1 (en) * 2008-07-16 2021-02-17 Children's Medical Center Corporation Device with microchannels and method of use
GB0919159D0 (en) * 2009-11-02 2009-12-16 Sec Dep For Environment Food A Device and apparatus
US10078075B2 (en) * 2011-12-09 2018-09-18 Vanderbilt University Integrated organ-on-chip systems and applications of the same
WO2013086329A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 Research Triangle Institute Human emulated response with microfluidic enhanced systems
WO2014039514A2 (en) * 2012-09-05 2014-03-13 President And Fellows Of Harvard College Removing bubbles in microfluidic systems
US9855554B2 (en) * 2013-07-22 2018-01-02 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic cartridge assembly
GB2583047B (en) * 2013-12-20 2021-03-24 Harvard College Organomimetic devices and methods of use and manufacturing thereof
CN106459898A (en) * 2013-12-20 2017-02-22 哈佛大学校长及研究员协会 Low shear microfluidic devices and methods of use and manufacturing thereof
WO2015098720A1 (en) * 2013-12-27 2015-07-02 株式会社朝日Fr研究所 Three-dimensional microchemical chip
US20160102283A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Department Of Health And Human Services Microfluidic device and system for precisely controlling and analyzing shear forces in blast-induced traumatic brain injuries

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019122788A1 (en) 2019-06-27
US20200406263A1 (en) 2020-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019122788A1 (en) Microfluidic chip, microfluidic lab-on-a-chip, method for producing such a chip and analysis method
EP2542662B1 (en) Multi-reactor unit for dynamic cell culture
JP6310980B2 (en) Disposable cartridge for the preparation of sample fluid containing cells to be analyzed
US10261041B2 (en) Integrated disposable chip cartridge system for mobile multiparameter analyses of chemical and/or biological substances
US8513165B2 (en) Planar lipid bilayer array formed by microfluidic technique and method of analysis using planar lipid bilayer
CN105026932B (en) Micro-fluidic distributing equipment
EP1313973B1 (en) Reaction card and use of same
WO2005071097A1 (en) Device for dispensing microfluidic droplets, particularly for cytometry
WO2004062804A1 (en) Microfluidic biochip with breakable seal
US9682396B2 (en) Dual flow cell fluid delivery systems
FR3075817A1 (en) MICRO-FLUIDIC CHIP AND LABORATORY ON MICRO-FLUIDIC CHIP
EP3766580B1 (en) Microfluidic device for preparing and analysing a biological sample
FR3075823A1 (en) METHOD OF ANALYZING A CELLULAR SAMPLE USING A MICRO-FLUIDIC CHIP LABORATORY
CN105658781A (en) Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same
WO2023144713A1 (en) Sample carrier for use with a bodily sample
US20130299041A1 (en) Functionalized Microfluidic Device And Method
FR2941531B1 (en) MICROFLUIDIC DEVICE, SYSTEM AND METHOD FOR IMPLEMENTING THE SAME
JP6911466B2 (en) Microchips for measuring cell metabolism, devices for measuring cell metabolism, methods for measuring cell metabolism and systems for measuring cell metabolism
EP3766581A1 (en) Microfluidic device including a reaction chamber for amplification
US20230278035A1 (en) Cartridge and method of analysing a biological sample
EP3880365B1 (en) Automated system for preparing, detecting and analysing a fluid sample
WO2022050384A1 (en) Assay system
US20210008564A1 (en) Analysis device, cartridge, analysis system and method for testing a sample
Leung Towards real-time imaging of single extracellular vesicle secretion by single cells
FR3013237A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR SAMPLE TESTING

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200819

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN