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Communiqué de presse

NOUVELLE RECHERCHE : Comment mesurer la manipulation des fluides microscopiques? Avec une caméra.

Le professeur de Concordia Steve Shih met au point un système de rétroaction et d’analyse par imagerie pour accélérer le travail en laboratoire

steve-shih_microfluidics_1_620 « Notre dispositif accélérera de beaucoup l’analyse et la recherche en laboratoire », affirme Steve Shih, professeur adjoint à la Faculté de génie et d’informatique de Concordia.

Steve Shih se rapproche un peu plus de son objectif, qui est de bâtir des laboratoires portables très abordables afin de dépister des maladies et de développer des sources d’énergie renouvelables sur place.

« Si vous pensez avoir une angine streptococcique, votre médecin serait en mesure de faire l’analyse nécessaire au diagnostic sur-le-champ, dans son bureau », explique M. Shih, professeur adjoint en génie électrique et biomédical à la Faculté de génie et d’informatique de Concordia.

« Si vous souhaitez produire du carburant en désagrégeant de la biomasse – de l’herbe, par exemple –, notre dispositif aiderait à déterminer les protéines les plus résistantes dans la dégradation de la biomasse. »

L’invention du professeur Shih est un système de rétroaction et d’analyse par imagerie qui améliore la fonctionnalité de la technologie microfluidique numérique.

Les résultats de ses travaux ont été publiés en août 2017 dans la revue Lab on a Chip. L’article était corédigé par ses étudiants Philippe Q. N. Vo, Mathieu C. HusserFatemeh Ahmadi et Hugo Sinha.

La microfluidique numérique

Le professeur Shih et son équipe ont mis au point une technologie microfluidique numérique pouvant automatiser le processus de biologie synthétique de « conception-fabrication-mise à l’essai-apprentissage ». La microfluidique numérique se fonde sur l’utilisation de « laboratoires sur puce » miniaturisés.

Généralement de la taille d’une carte de crédit, ces appareils permettent d’intégrer plusieurs fonctions de laboratoire dans une seule puce ne contenant pas plus que quelques nanolitres de fluide.

« En manipulant de très petits volumes de fluide sur des électrodes sous tension, nous obtenons un outil puissant qui permet d’effectuer plusieurs tests médicaux d’un seul coup et de résoudre des problèmes de soins de santé complexes », soutient le fondateur du laboratoire de microfluidique Shih.

« Notre dispositif accélérera de beaucoup l’analyse et la recherche en laboratoire. »

La recherche sur le cancer, entre autres, peut profiter de la technologie microfluidique numérique. En effet, il devient possible de prélever un échantillon de cellules – ordinairement une minuscule gouttelette de cellules que les chercheurs jugent utiles à l’étude du cancer – et de le placer directement dans le dispositif de microfluidique numérique avec une batterie d’électrodes.

« Les cellules liées à des maladies comme le cancer sont très précieuses, poursuit le professeur Shih. Comme il est difficile d’en recueillir une grande quantité, le travail à petite échelle nous aide beaucoup. Nous pouvons mettre les cellules dans le dispositif de microfluidique numérique pour les analyser, ou encore les mélanger à des médicaments sous forme liquide pour voir comment réagissent les cellules cancéreuses – d’où la nécessité d’induire l’écoulement des liquides. »

Une caméra qui détecte les interruptions d’écoulement

Parfois, cependant, les gouttelettes ne s’écoulent pas. Auparavant, il n’existait aucun moyen de vérifier électroniquement si les gouttelettes réagissaient ou non aux électrodes. Le nouveau système créé par le professeur Shih résout ce problème, suivant l’écoulement de plusieurs gouttelettes à la fois.

« Notre système intègre des composants électroniques libres, une caméra et un objectif standard, précise M. Shih. Il permet ainsi d’obtenir des images qui serviront à détecter les gouttelettes dans l’appareil. »

« Nous avons également créé un algorithme utilisant la transformée de Hough pour détecter des gouttelettes de diverses tailles et déceler toute interruption dans la distribution et l’écoulement d’une seule gouttelette dans l’appareil. Au besoin, on peut ensuite remettre sous tension les électrodes. »

Steve Shih souhaite offrir une solution de rechange plus accessible aux systèmes d’automatisation, qui coûtent actuellement au moins deux millions de dollars.

« En utilisant ce système pour comprendre les mécanismes du cancer, nous savons que notre laboratoire a réellement le pouvoir de changer les choses », conclut le professeur Shih. 

Consultez l’étude citée.

Apprenez-en plus sur le laboratoire de microfluidique Shih.

 


Source

Michael Watkins
Coordinator
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