EP4674530A1 - Composant microfluidique adapté pour caractériser un objet biologique - Google Patents

Composant microfluidique adapté pour caractériser un objet biologique

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EP4674530A1
EP4674530A1 EP25180174.2A EP25180174A EP4674530A1 EP 4674530 A1 EP4674530 A1 EP 4674530A1 EP 25180174 A EP25180174 A EP 25180174A EP 4674530 A1 EP4674530 A1 EP 4674530A1
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EP
European Patent Office
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pillar
lateral
electrode
central pillar
central
Prior art date
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Pending
Application number
EP25180174.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yohann THOMAS
Anastasiia BEREZOVSKA
Pascal Mailley
Marie-Line Cosnier
Pascale Pham
Frédéric Revol-Cavalier
Mélanie ALIAS
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Pending legal-status Critical Current

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    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
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    • B01L3/502761—Containers 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 specially adapted for handling suspended solids or molecules independently from the bulk fluid flow, e.g. for trapping or sorting beads or physically stretching molecules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867—Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L2400/08—Regulating or influencing the flow resistance
    • B01L2400/084—Passive control of flow resistance
    • B01L2400/086—Passive control of flow resistance using baffles or other fixed flow obstructions

Definitions

  • TEER Transepithelial/transendothelial electrical resistance
  • the patent US8454813B2 He describes a cell sorting device (cytometer). This device is not intended to characterize a biological object through measurements. The electrodes are positioned so that the created field forces the cell against the bottom of the well.
  • the request for patent WO2022/084821A1 describes a DLD (deterministic lateral displacement) type particle sorting device.
  • This device includes pillars serving each electrode.
  • the combination of the DLD principle and electrophoresis allows, in particular, for an increase in the sorting throughput of the device.
  • CTC cancer cell detection
  • the aim of the invention is to provide a method for easily monitoring a biological object and/or its surrounding fluidic environment.
  • the main microfluidic channel extends lengthwise along a longitudinal axis and has a constant cross-section over at least part of its length, the first central pillar and the second central pillar being positioned symmetrically on either side of said longitudinal axis.
  • the trapping device has a third central pillar and a fourth central pillar positioned symmetrically on either side of said longitudinal axis, the third central pillar being located on the same side relative to the longitudinal axis as the first central pillar and the fourth central pillar on the same side as the second central pillar.
  • the third central pillar carries a third electrode and the fourth central pillar carries a fourth electrode.
  • central pillars of the trapping device are positioned along an arc of a circle.
  • central pillars of the trapping device each have a circular cross-section.
  • the first central pillar and the second central pillar each have a kidney-shaped cross-section.
  • each lateral pillar has a triangular cross-section.
  • each lateral pillar has a hemispherical shape.
  • the support structure includes an intermediate layer made of a doped silicon-type material, this intermediate layer being configured to form each pillar.
  • the intermediate layer includes a body constructed around said pillars, configured to be electrically insulating.
  • the invention aims in particular to enable the measurement of electrical impedance through a biological object O.
  • the biological object O is, for example, a cell aggregate.
  • a cell aggregate is defined as the self-assembly of one or more cell types in three dimensions.
  • Such a cell aggregate may be called, among other things, a spheroid, organoid, tumoroid, or neurosphere.
  • This aggregate may also be an islet of Langerhans.
  • the term "biological object,” referenced as O will be used generically to refer to such an aggregate, as this term is commonly used in the field of live cell culture.
  • such a biological object O may, for example, have a diameter ranging from a few tens of micrometers to a few hundred micrometers.
  • the microfluidic component of the invention includes a support.
  • the support may have a multi-layered structure (see below in connection with the figure 5 ).
  • the microfluidic component support includes a main microfluidic channel C_1.
  • This channel advantageously has a rectangular cross-section. It extends straight along a designated longitudinal axis (X). It is designed to form a flow path for the biological object O to be analyzed. It therefore includes an inlet through which the biological object O is introduced, and an outlet.
  • the component also includes a biological object trapping device, positioned inside the main microfluidic channel C_1, between its inlet and outlet.
  • the trapping device comprises at least two first pillars, referred to as central pillars P_1, P_2, erected in the main microfluidic channel C_1, interposed in the fluidic flow.
  • These central pillars P_1, P_2 are erected (in a transverse direction) in the main microfluidic channel and are positioned so as to block the biological object O when it is injected into the main microfluidic channel along the longitudinal axis (X).
  • the two central pillars P_1, P_2 are positioned symmetrically, on either side of the longitudinal axis (X) of the main microfluidic channel C_1.
  • the trapping device comprises four central pillars P_1, P_2. These four central pillars are also advantageously positioned symmetrically, two by two, on either side of the longitudinal axis (X) of the main microfluidic channel.
  • the central pillars of the trapping device are positioned to form an arc.
  • the arc is shaped to create a concave space to receive the biological object O as it flows from the inlet to the outlet of the main microfluidic channel C_1.
  • the component can integrate into its support one or more lateral microfluidic channels C_20, C_30, each lateral channel having at least one junction zone Z_20, Z_30 with the main microfluidic channel C_1, through which it communicates with the main microfluidic channel C_1.
  • lateral microfluidic channel, C_20 and C_30 is advantageously used to transport a culture medium suitable for the perfusion of the biological object O trapped by the trapping device.
  • each junction zone, Z_20 and Z_30 is thus positioned opposite the trapping zone of the biological object O.
  • the component comprises a series of one or more lateral pillars P_20, P_30 at each junction zone Z_20, Z_30 existing between a lateral microfluidic channel C_20, C_30 and the main microfluidic channel C_1.
  • two series of one or more lateral pillars are present at each junction zone.
  • the two series of one or more lateral pillars are positioned symmetrically with respect to the longitudinal axis (X).
  • the first series may include five lateral pillars P_20 and the second series may include five lateral pillars P_30.
  • the lateral pillars P_20 of the first series and the lateral pillars P_30 of the second series are positioned symmetrically with respect to the longitudinal axis (X).
  • the lateral pillars are advantageously aligned along a direction parallel to the longitudinal axis (X).
  • the component also incorporates several electrodes, used to perform impedance measurements across the biological object O when it is trapped by the trapping device.
  • the electrodes are polarized and are therefore placed, in pairs, at distinct and opposite electrical potentials.
  • Opposite electrical potentials mean that the two potentials have the same magnitude but opposite signs (one is positive and the other is negative).
  • the positive electrical potential is set at +10 mV and the negative electrical potential at -10 mV.
  • a sinusoidal potential is applied that oscillates between +10 and -10 mV.
  • each central pillar P_1, P_2 of the trapping device is configured to form a separate electrode.
  • lateral pillars P_20, P_30 are present, these are each configured to form a separate electrode.
  • Each electrode of the component can be placed at a distinct electrical potential.
  • each pillar is configured to form an electrode, it can be placed at a particular electrical potential.
  • the microfluidic component is connected to a potentiostat, to which each electrode of the component is connected.
  • the potentiostat is configured to regulate the electrical potential applied to each electrode.
  • the potentiostat and the component thus form a complete measurement system for performing impedance measurements on the biological specimen.
  • each electrical potential assigns to different field lines, thus allowing the characterization of the biological object O and/or its surrounding environment.
  • the various impedance measurements taken between two pillars are data collected for analysis.
  • a processing unit can be configured to analyze this measurement data and determine properties of the trapped biological object O and/or its surrounding environment.
  • First configuration - Figure 3A This is the simplest configuration, allowing the biological object O to be trapped while measurements are taken as close as possible to it.
  • This configuration incorporates only two central pillars, P_1 and P_2, placed at two distinct and opposite electrical potentials (+10mV and -10mV). They are positioned symmetrically with respect to the longitudinal axis.
  • Second configuration - Figure 3B this is a configuration with only four central pillars, a first series of two central pillars P_1 located on the same side of the longitudinal axis (X) being at the same first electrical potential (by example +10mV), and a second series of two central pillars P_2 located on the other side of the longitudinal axis (X) at a second electrical potential (for example -10mV), opposite to that of the first electrical potential.
  • Third configuration - Figure 3C Four central pillars P_1, P_2 in two series (as in the second configuration) and at least two lateral pillars P_20, P_30, a first lateral pillar P_20 at the level of the first junction zone Z_20 and a second lateral pillar P_30 at the level of the second junction zone Z_30.
  • the two central pillars P_1 of the first series, located on the same side of the longitudinal axis (X), are at the same first electrical potential (for example +10mV)
  • the two central pillars P_2 of the second series located on the other side of the longitudinal axis (X) are at the same second electrical potential (for example -10mV), opposite to that of the first electrical potential.
  • the two lateral pillars P_20 and P_30 each have a distinct electrical potential, with the two potentials being opposite.
  • Lateral pillar P_20 is at the same electrical potential (+10mV) as the central pillars P_1 of the first series.
  • Lateral pillar P_30 is at the same electrical potential (-10mV) as the central pillars P_2 of the second series.
  • Fourth configuration - 3D Figure It is identical to the third configuration, with several lateral pillars P_20, P_30 for each series. On the 3D figure Thus, five lateral pillars are used for each series of lateral pillars.
  • the lateral pillars P_20 of the first series are all at the same electrical potential (for example, +10mV), and the lateral pillars P_30 of the second series are all at the same electrical potential (for example, -10mV), opposite to that applied to the pillars of the first series.
  • the pillars (central and lateral) located on the same side of the longitudinal axis (X) are all at the same electrical potential, and the pillars located on the opposite side of the longitudinal axis (X) are at the opposite electrical potential.
  • This configuration is identical to the fourth configuration ( 3D figure ), with the addition of the median pillar P_3 located in the axis of the longitudinal channel (X). This pillar is placed at a neutral electrical potential (0mV).
  • the intermediate layer incorporating the pillars could be made of silicon and hollowed out at each pillar to allow for the metallic deposit. It would also be possible to deposit a metallic layer directly onto the surface of each pillar.
  • the metal could be replaced by a metal oxide, a conductive material such as graphene, amorphous carbon (DLC), a material like indium oxide (ITO) or molybdenum disulfide ( MoS2 ), or any other biocompatible electrically conductive material.
  • FIG. 5 Another advantageous and illustrated solution is figure 5 This involves creating the electrodes using a specific intermediate layer L_2 with conductive properties.
  • this intermediate layer L_2 incorporates the component's pillars. It is, for instance, made of doped silicon.
  • the intermediate silicon layer L_2 is N+ doped with arsenic. Its resistivity is given to be less than 3 mohm.cm.
  • the electrical connections/tracks are, for example, made of platinum or gold.
  • the intermediate layer L_2 is made of doped silicon, the entire intermediate layer L_2 has conductive properties, and therefore also the body of the support in which the main microfluidic channel C_1 and the lateral microfluidic channels C_20, C_30 are formed. However, it is also possible to make this volume electrically insulating and to make only the pillars of the structure conductive.
  • the pillars have a suitable height, at most equal to the depth of the microfluidic channel and at least equal to half the largest dimension (e.g., its diameter) of the biological object O, in order to maintain effective trapping.
  • the cylindrical central pillars have a cross-section of 100 ⁇ m in diameter.
  • the height of the triangular cross-section of the lateral pillars is also 100 ⁇ m.
  • the electrical connections are, for example, thin platinum lines, 50 ⁇ m wide.
  • the central pillars are, for example, spaced 80 ⁇ m apart, and the lateral pillars are, for example, spaced 45 ⁇ m apart.
  • Figure 4A This is the fourth configuration described above, in which the central pillars p_1, P_2 are chosen to be cylindrical and the lateral pillars p_20, P_30 to be semi-cylindrical in shape.
  • the body of the intermediate layer L_2 is electrically isolated.
  • the two central pillars P_1 and the lateral pillars P_20 are at the same electrical potential (+10mV) and on the other side of the longitudinal axis, the two other central pillars P_2 and the other lateral pillars P_30 are at the opposite electrical potential (-10mV).
  • the impedance measurement at 1MHz is concentrated on a Z zone which typically corresponds to the zone where the biological object O is positioned when it is trapped in the component.
  • Figure 4B This is also the fourth configuration described above, in which triangular-sectioned lateral pillars P_20 and P_30 are used. It can thus be seen that it is possible to focus the measurements on a zone Z that corresponds to the trapping zone of the biological object.
  • Figure 4C We retain the same geometric and electrical configuration as that of the figure 3E All central pillars P_1, P_2 are placed at the same electrical potential (for example -10mV) and all lateral pillars P_20, P_30 are placed at the opposite electrical potential (+10mV). Numerical simulations show us that, in this In this configuration, impedance measurement will preferentially be performed on a zone Z corresponding to that occupied by the surrounding medium, excluding the area where the biological object is trapped. Such a current distribution is quite useful for performing reference measurements; for example, it will be possible to characterize the solution present in the surrounding medium, without the biological object O.
  • Figure 4D This is the configuration with five central pillars ( figure 3F ), including a central pillar P_3 located on the longitudinal axis and at a neutral electrical potential.
  • the two central pillars P_1 and the lateral pillars P_20 located on the same side of the longitudinal axis (X) are at the same electrical potential (+10mV), and the two other central pillars P_2 and the other lateral pillars P_30 located on the opposite side of the longitudinal axis (X) are at the opposite electrical potential (-10mV).
  • the body of the intermediate layer L_2 is electrically isolated. In this configuration, it is possible to study a zone Z, which corresponds to the trapping zone of the biological object.
  • Figure 4E This configuration involves changing the shape of two central pillars, P_1 and P_2 (one from each series), located closest to the longitudinal axis (X). These are shaped into a kidney-like form.
  • the lateral pillars, P_20 and P_30 are chosen with a semi-cylindrical shape.
  • the body of the intermediate layer, L_2 is electrically insulated. Electrically, the central pillars P_1 and lateral pillars P_20 are at the same potential (+10mV), while the central pillars P_2 and lateral pillars P_30 are at opposite potentials (-10mV).
  • the solution of the invention thus makes it possible to fulfill the function of trapping the biological object O as well as the function of impedance measurement, by allowing one to get as close as possible to the trapped biological object O.
  • connection configurations allow targeting, as desired, different areas of interest, including the biological object or its surrounding environment.

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Abstract

L'invention concerne un composant microfluidique employé pour une mesure d'impédance électrique à travers un objet biologique (O), ledit composant microfluidique comprenant :
- Un support dans lequel est réalisé un canal microfluidique principal (C_1) définissant un chemin destiné à la circulation d'un fluide contenant l'objet biologique (O),
- Un dispositif de piégeage positionné dans le canal microfluidique principal (C_1) sur le chemin de circulation dudit objet biologique,
- Au moins une première électrode et une deuxième électrode destinées à être mises chacune à un potentiel électrique distinct, en vue d'effectuer ladite mesure d'impédance,
- Ledit dispositif de piégeage étant composé d'au moins un premier pilier central (P_1) et d'un deuxième pilier central (P_2) positionnés à l'intérieur du canal microfluidique,
- Le premier pilier central étant configuré pour former la première électrode et le deuxième pilier central étant configuré pour former la deuxième électrode.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un composant microfluidique employé pour une mesure d'impédance électrique à travers un objet biologique, ce composant pouvant être utilisé pour caractériser l'objet biologique, notamment dans le but d'étudier sa viabilité.
    • Etat de la technique
  • Des études sont actuellement menées pour tenter de mieux caractériser un objet biologique tel qu'un sphéroïde formé par un amas de cellules biologiques. La caractérisation porte notamment sur la viabilité des cellules biologiques qui composent le sphéroïde. Des études montrent qu'il pourrait exister une corrélation entre la viabilité des cellules présentes dans le sphéroïde et des mesures d'impédance électrique à travers le sphéroïde. La résistance électrique transépithéliale/transendothéliale (TEER) est une technique quantitative largement acceptée pour mesurer l'intégrité de la dynamique des jonctions serrées dans des modèles de culture cellulaire de monocouches endothéliales et épithéliales. Les valeurs TEER sont de bons indicateurs de l'intégrité des barrières cellulaires avant qu'elles ne soient évaluées pour le transport de médicaments ou de produits chimiques. Les mesures TEER peuvent être effectuées en temps réel sans endommager les cellules et sont généralement basées sur la mesure de la résistance ohmique ou de l'impédance sur un large spectre de fréquences.
  • Autrement dit, plus l'impédance électrique mesurée à travers le sphéroïde serait forte, plus le sphéroïde contiendrait de cellules vivantes. Même si cette relation n'est pas encore complétement établie, de nombreuses études tendent à essayer de le démontrer. Ces études s'appuient sur l'utilisation de dispositifs microfluidiques de mesure d'impédance électrique. On peut notamment citer les études suivantes :
    • Wu_2018 - Electrical impedance tomography for real-time and label-free cellular viability assays of 3D tumour spheroids - Analyst/Université d'Edinbourgh .
    • Viswam_2018 - Impedance Spectroscopy and Electrophysiological Imaging of cells with a high-density CMOS microelectrode array system - IEEE Transactions on biomedical circuits and systems/Ecole polytechnique de Zurich (ETH)
    • Heileman_2015 - Microfluidic platform for assessing pancreatic islet functionality through dieletric spectroscopy - Biomicrofluidics/Université McGill, Montréal
  • Les différents dispositifs utilisés dans ces études ne sont cependant pas satisfaisants pour les raisons suivantes :
    • Les électrodes employées sont coplanaires et les objets biologiques à caractériser sont soit en contact avec les électrodes, soit trop éloignés. Dans certains cas, les lignes de champs produites entre les électrodes ne traverseront pas de façon optimale les objets biologiques à caractériser.
    • Les matériaux utilisés pour l'intégration des électrodes dans ces systèmes fluidiques ne sont souvent pas transparents (matériaux d'électrodes ou de la chambre), ou la configuration des dispositifs n'est pas adaptée pour visualiser l'objet biologique et le surveiller. Il est souvent impossible de mettre en place un suivi par microscopie en transmission. Or ce mode d'observation est un standard en biologie.
    • Ils ne sont pas adaptés pour mettre en place une perfusion de l'objet biologique piégé.
  • Le brevet US8454813B2 décrit pour sa part un dispositif de tri de cellules (cytomètre). Ce dispositif n'a pas pour objectif de caractériser un objet biologique par des mesures. Les électrodes sont en effet positionnées de manière à ce que le champ créé vienne plaquer la cellule contre le fond du puits.
  • La demande de brevet US2010/270176A1 décrit pour sa part un dispositif pour caractériser des neurones. Ce dispositif utilise des électrodes coplanaires agencées au fond de la cavité. Cette solution permet de venir plaquer l'objet biologique contre le fond de la cavité, ce qui n'est pas optimal pour le caractériser par des mesures.
  • Le brevet EP4147780B1 décrit le principe de caractérisation d'un objet biologique par des mesures d'impédance, en employant des électrodes intégrées dans le support. Les électrodes sont réalisées sous forme de dépôts conducteurs et sont arrangées pour faire en sorte que les lignes de champ viennent traverser l'objet biologique.
  • Cette dernière solution présente cependant certains inconvénients. Elle ne permet pas de faire des mesures au plus près de l'objet biologique. Son architecture ne permet pas de mettre en place une perfusion de l'objet biologique piégé. Elle n'est pas adaptée pour faire également un suivi du milieu fluidique environnant l'objet biologique.
  • La demande de brevet WO2022/084821A1 décrit un dispositif de tri de particules de type DLD (deterministic lateral displacement). Ce dispositif comporte des piliers servant chacun d'électrode. La combinaison du principe de DLD et de l'électrophorèse, permettant notamment d'augmenter le débit de tri du dispositif.
  • La demande de brevet US2012/129192A1 décrit un dispositif de détection de cellules cancéreuses (CTC), utilisant un réseau de nano-aiguilles métalliques pouvant être utilisées pour mesurer la résistance des cellules capturées entre deux paires de nano-aiguilles polarisées de manière distincte.
  • Le but de l'invention est de proposer un procédé permettant de facilement surveiller un objet biologique et/ou son milieu fluidique environnant.
    • Exposé de l'invention
  • Ce but est atteint par un procédé de caractérisation d'un objet biologique dans son milieu environnant, mis en œuvre à l'aide d'un système de mesure comprenant un composant microfluidique et un potentiostat, ce composant microfluidique étant employé pour une mesure d'impédance électrique à travers ledit objet biologique présent dans un milieu fluidique environnant, ledit composant microfluidique comprenant :
    • Un support dans lequel est réalisé un canal microfluidique principal définissant un chemin destiné à la circulation d'un fluide contenant l'objet biologique,
    • Un dispositif de piégeage positionné dans le canal microfluidique principal sur le chemin de circulation dudit objet biologique, ce dispositif de piégeage définissant une zone de piégeage,
    • Ledit dispositif de piégeage est composé d'au moins un premier pilier central et d'un deuxième pilier central positionnés à l'intérieur du canal microfluidique principal,
    • Le premier pilier central portant une première électrode et le deuxième pilier central portant une deuxième électrode,
    • Le support comportant un premier canal latéral relié au canal microfluidique principal par une première zone de jonction et un deuxième canal latéral relié au canal microfluidique principal par une deuxième zone de jonction, la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction étant situées en vis-à-vis du dispositif de piégeage,
    • Le composant comportant une première série d'un ou plusieurs piliers latéraux positionnés au niveau de la première zone de jonction et une deuxième série d'un ou plusieurs piliers latéraux positionnés au niveau de la deuxième zone de jonction, chaque pilier latéral de la première série et de la deuxième série portant également une électrode distincte destinée à être mise à un potentiel électrique,
    • Chaque électrode étant connectée audit potentiostat pour être mise à un potentiel électrique,
    Ledit procédé consistant à :
    • Sélectionner une zone d'intérêt à surveiller dans le composant microfluidique, ladite zone étant choisie parmi la zone de piégeage de l'objet biologique, la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction contenant le milieu fluidique environnant,
    • Appliquer un premier potentiel électrique à l'électrode du premier pilier central, un deuxième potentiel électrique à l'électrode du deuxième pilier central, un troisième potentiel électrique à l'électrode de chaque pilier latéral de la première série et un quatrième potentiel électrique à l'électrode de chaque pilier latéral de la deuxième série, en tenant compte de la zone d'intérêt sélectionné,
    • Le premier potentiel électrique, le deuxième potentiel électrique, le troisième potentiel électrique et le quatrième potentiel électrique étant chacun choisi en tenant compte de la zone d'intérêt sélectionnée pour venir surveiller cette zone d'intérêt.
  • Un autre but de l'invention est aussi de proposer un système intégrant un composant microfluidique permettant de caractériser un objet biologique et qui soit :
    • Adapté pour réaliser des mesures d'impédance électrique fiables au plus près de l'objet biologique ;
    • Adapté pour permettre une perfusion de l'objet biologique ;
    • Réalisable à l'aide de technologies de fabrication déjà maitrisées ;
    • Adapté pour faire un suivi du milieu fluidique environnant l'objet biologique ;
  • Ce but est atteint par un système de mesure d'impédance électrique à travers un objet biologique, comprenant un composant microfluidique et un potentiostat, le composant microfluidique comportant :
    • Un support dans lequel est réalisé un canal microfluidique principal définissant un chemin destiné à la circulation d'un fluide contenant l'objet biologique,
    • Un dispositif de piégeage positionné dans le canal microfluidique principal sur le chemin de circulation dudit objet biologique, ce dispositif de piégeage définissant une zone de piégeage,
    • Ledit dispositif de piégeage est composé d'au moins un premier pilier central et d'un deuxième pilier central positionnés à l'intérieur du canal microfluidique principal,
    • Le premier pilier central portant une première électrode et le deuxième pilier central portant une deuxième électrode,
    • Le support comportant un premier canal latéral relié au canal microfluidique principal par une première zone de jonction et un deuxième canal latéral relié au canal microfluidique principal par une deuxième zone de jonction, la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction étant situées en vis-à-vis du dispositif de piégeage,
    • Le composant comportant une première série d'un ou plusieurs piliers latéraux positionnés au niveau de la première zone de jonction et une deuxième série d'un ou plusieurs piliers latéraux positionnés au niveau de la deuxième zone de jonction, chaque pilier latéral de la première série et de la deuxième série portant également une électrode distincte destinée à être mise à un potentiel électrique,
    • Chaque électrode étant connectée audit potentiostat pour être mise à un potentiel électrique,
    Une unité de traitement du système étant configurée pour analyser des données de mesure générées par la mise en œuvre du procédé défini ci-dessus et déterminer des propriétés de l'objet biologique piégé et/ou de son milieu environnant.
  • Selon une particularité, le canal microfluidique principal s'étend en longueur suivant un axe longitudinal et comporte une section transversale constante sur au moins une partie de sa longueur, le premier pilier central et le deuxième pilier central étant positionnés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal.
  • Selon une autre particularité, le dispositif de piégeage comporte un troisième pilier central et un quatrième pilier central positionnés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal, le troisième pilier central étant situé du même côté par rapport à l'axe longitudinal que le premier pilier central et le quatrième pilier central du même côté que le deuxième pilier central.
  • Selon une autre particularité, le troisième pilier central porte une troisième électrode et le quatrième pilier central porte une quatrième électrode.
  • Selon une autre particularité, le dispositif de piégeage comporte un cinquième pilier central, dit pilier médian, positionné suivant l'axe longitudinal, le pilier médian portant une cinquième électrode, destinée à être mise à un potentiel électrique neutre.
  • Selon une autre particularité, les piliers centraux du dispositif de piégeage sont positionnés suivant un arc de cercle.
  • Selon une autre particularité, les piliers centraux du dispositif de piégeage comporte chacun une section transversale circulaire.
  • Selon une autre particularité, le premier pilier central et le deuxième pilier central présentent chacun une section transversale en forme de haricot.
  • Selon une autre particularité, chaque pilier latéral présente une section transversale triangulaire.
  • Selon une autre particularité, chaque pilier latéral présente une forme hémicylindrique. Selon une autre particularité, le support comporte une couche intermédiaire réalisée dans un matériau de type silicium dopé, ladite couche intermédiaire étant configurée pour réaliser chaque pilier.
  • Selon une autre particularité, la couche intermédiaire comporte un corps réalisé autour desdits piliers, configuré pour être isolant de l'électricité.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit, en liaison avec les figures annexées listées ci-dessous :
    • La figure 1 illustre, vu en perspective, le principe de réalisation du composant microfluidique selon l'invention, selon un premier exemple de réalisation ;
    • La figure 2 représente, vu de dessus, le composant microfluidique conforme à l'invention selon le premier exemple de réalisation ;
    • Les figures 3A à 3F montrent différentes configurations du composant microfluidique ;
    • Les figures 4A à 4D illustrent par des simulations de densité de courant la zone d'intérêt ciblée selon plusieurs configurations électriques distinctes ;
    • La figure 5 représente un exemple de réalisation de la structure multicouches du support du composant microfluidique ;
    Description détaillée d'au moins un mode de réalisation
  • Dans la suite de la description, les termes "inférieur", "supérieur", "au-dessus", "au-dessous" ou équivalent sont à considérer en tenant compte de la position du composant microfluidique sur un support horizontal.
  • Le terme "longitudinal" est à comprendre dans les directions parallèles au support horizontal et le terme "transversal" dans les directions perpendiculaires au support horizontal.
  • L'invention vise à permettre notamment de mesurer l'impédance électrique à travers un objet biologique O.
  • L'objet biologique O est par exemple un agrégat de cellules. Par agrégat de cellules, on entend, selon l'invention, l'auto-assemblage d'un ou plusieurs types de cellules en trois dimensions. Un tel agrégat de cellules peut notamment s'appeler sphéroïde, organoïde, tumoroïde, neuro-sphère. Cet agrégat peut également être un îlot de Langerhans. Dans la suite de la description, on utilisera de manière générique le terme "objet biologique", référencé O, pour évoquer un tel agrégat, ce terme étant classiquement employé dans le domaine de la culture de cellules vivantes. De manière non limitative, un tel objet biologique O peut par exemple présenter un diamètre allant de quelques dizaines de µm à quelques centaines de µm.
    • Composant microfluidique Figure 1 Figure 2
  • Le composant microfluidique de l'invention comporte un support.
  • Le support peut comporter une structure à plusieurs couches (voir ci-après en liaison avec la figure 5).
  • Le support du composant microfluidique comporte un canal microfluidique principal C_1. Ce canal présente avantageusement une section transversale rectangulaire. Il s'étend de manière rectiligne suivant un axe dit longitudinal désigné (X). Il est destiné à former un chemin de circulation pour l'objet biologique O à analyser. Il comporte ainsi une entrée par laquelle l'objet biologique O est introduit, et une sortie.
  • Le composant comporte également un dispositif de piégeage de l'objet biologique, positionné à l'intérieur du canal microfluidique principal C_1, entre son entrée et sa sortie.
  • Selon l'invention, le dispositif de piégeage comporte au moins deux premiers piliers, dits piliers centraux P_1, P_2, se dressant dans le canal microfluidique principal C_1, venant s'interposer dans le flux fluidique. Ces piliers centraux P_1, P_2 se dressent (suivant une direction transversale) dans le canal microfluidique principal et sont positionnés de manière à venir bloquer l'objet biologique O lorsqu'il est injecté dans le canal microfluidique principal suivant l'axe longitudinal (X).
  • De manière avantageuse, les deux piliers centraux P_1, P_2 sont positionnés de manière symétrique, de part et d'autre de l'axe longitudinal (X) du canal microfluidique principal C_1.
  • Dans une réalisation avantageuse représentée sur la figure 1 et sur la figure 2, le dispositif de piégeage comporte quatre piliers centraux P_1, P_2. Ces quatre piliers centraux sont également avantageusement positionnés de manière symétrique, deux à deux, de part et d'autre de l'axe longitudinal (X) du canal microfluidique principal.
  • Dans une autre configuration, il est également possible d'intégrer un cinquième pilier central, dit pilier médian P_3, au dispositif de piégeage, positionné suivant l'axe longitudinal (X) (figure 3F ci-après).
  • Selon une configuration avantageuse, les piliers centraux du dispositif de piégeage sont positionnés de manière à former un arc de cercle. L'arc de cercle est formé de manière à créer une concavité pour recevoir l'objet biologique O lorsque celui-ci circule de l'entrée vers la sortie du canal microfluidique principal C_1.
  • Selon une réalisation particulière, le composant peut intégrer dans son support un ou plusieurs canaux microfluidiques latéraux C_20, C_30, chaque canal latéral comportant au moins une zone de jonction Z_20, Z_30 avec le canal microfluidique principal C_1, par laquelle il communique avec le canal microfluidique principal C_1. Sur les figures 1 et 2, deux canaux latéraux C_20, C_30 sont représentés. Chaque canal microfluidique latéral C_20, C_30 est avantageusement employé pour transporter un milieu de culture adapté à la perfusion de l'objet biologique O piégé par le dispositif de piégeage. Selon une particularité, chaque zone de jonction Z_20, Z_30 est ainsi réalisée en vis-à-vis de la zone de piégeage de l'objet biologique O.
  • Selon une réalisation particulière et avantageuse, le composant comporte une série d'un ou plusieurs piliers latéraux P_20, P_30 au niveau de chaque zone de jonction Z_20, Z_30 existant entre un canal microfluidique latéral C_20, C_30 et le canal microfluidique principal C_1. Autrement dit, avec deux canaux microfluidiques latéraux, deux séries d'un ou plusieurs piliers latéraux sont présentes sur chaque zone de jonction. Les deux séries d'un ou plusieurs piliers latéraux sont positionnés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (X). De manière non limitative, la première série peut comporter cinq piliers latéraux P_20 et la deuxième série peut comporter cinq piliers latéraux P_30. Les piliers latéraux P_20 de la première série et les piliers latéraux P_30 de la deuxième série sont positionnés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (X). Dans chaque série, les piliers latéraux sont avantageusement alignés suivant une direction parallèle à l'axe longitudinal (X).
  • Selon l'invention, le composant intègre également plusieurs électrodes, utilisées pour effectuer les mesures d'impédance à travers l'objet biologique O lorsque celui-ci est piégé par le dispositif de piégeage. Les électrodes sont polarisées et sont donc mises, deux à deux, à des potentiels électriques distincts et opposés.
  • Par potentiels électriques opposés, on entend que les deux potentiels présentent une norme identique et qu'ils sont de signes opposées (l'un est positif et l'autre est négatif). A titre d'exemple, le potentiel électrique positif est fixé à + 10mV et le potentiel électrique négatif est fixé à -10mV. Dans la technique de mesure utilisée, c'est-à-dire la spectroscopie d'impédance électrochimique, on vient en effet appliquer un potentiel de forme sinusoïdale qui oscille entre +10 et -10 mV.
  • Selon l'invention, chaque pilier central P_1, P_2 du dispositif de piégeage est configuré pour former une électrode distincte.
  • Dans le cas où des piliers latéraux P_20, P_30 sont présents, ceux-ci sont chacun configurés pour former une électrode distincte.
  • Chaque électrode du composant peut être placée à un potentiel électrique distinct.
  • Dans la suite de la description, on considère ainsi que, comme chaque pilier est configuré pour former une électrode, il peut être placé à un potentiel électrique particulier.
  • Pour placer chaque pilier à un potentiel électrique, le composant microfluidique est associé à un potentiostat, aux bornes duquel chaque électrode du composant vient se connecter. Le potentiostat est configuré pour venir régler le potentiel électrique appliqué à chaque électrode. Le potentiostat et le composant forment ainsi un système de mesure complet pour effectuer les mesures d'impédance sur l'objet biologique.
  • De manière avantageuse, plusieurs options peuvent être envisagées :
    • Les piliers latéraux P_20 de la première série sont placés au même potentiel électrique ;
    • Les piliers latéraux P_30 de la deuxième série sont placés au même potentiel électrique ;
    • Les piliers latéraux P_20 de la première série et les piliers latéraux P_30 de la deuxième série sont au même potentiel électrique ou à des potentiels électriques opposés ;
    • Les piliers centraux P_1, P_2 (à l'exception du pilier médian P_3) sont placés au même potentiel électrique ;
    • Les piliers centraux sont divisés en une première série (piliers P_1) à un premier potentiel électrique et une deuxième série (piliers P_2) à un deuxième potentiel électrique opposé au premier potentiel électrique ;
    • Le pilier médian P_3 est placé à un potentiel électrique neutre ;
  • En jouant sur ces différentes options, on vient ainsi changer la configuration du dispositif et focaliser l'analyse sur une ou plusieurs zones d'intérêt.
  • Selon les potentiels électriques affectés à chaque pilier, on vient ainsi créer différentes lignes de champ, permettant ainsi de caractériser l'objet biologique O et/ou son milieu environnant. Selon l'invention, il est possible de venir activer chaque potentiel électrique de manière indépendante et de pouvoir créer une ou plusieurs lignes de champ dans le composant. Les différentes mesures d'impédance mises en œuvre entre deux piliers sont des données recueillies pour analyse. Une unité de traitement peut être configurée pour analyser ces données de mesure et déterminer des propriétés de l'objet biologique O piégé et/ou de son milieu environnant.
    • Configurations d'agencement Figures 3A à 3F
  • En liaison avec les figures annexées, de manière non limitative, plusieurs configurations peuvent ainsi être envisagées. Ces configurations sont données à titre d'exemple et sont à considérer de manière non limitative.
  • Première configuration - Figure 3A : il s'agit de la configuration la plus simple, permettant de piéger l'objet biologique O tout en effectuant des mesures au plus près de cet objet. Cette configuration intègre ainsi uniquement deux piliers centraux P_1, P_2, placés à deux potentiels électriques distincts et opposés (+10mV et -10mV). Ils sont positionnés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal.
  • Deuxième configuration - Figure 3B : il s'agit d'une configuration à quatre piliers centraux uniquement, une première série de deux piliers centraux P_1 situés d'un même coté de l'axe longitudinal (X) étant à un premier potentiel électrique identique (par exemple +10mV), et une deuxième série de deux piliers centraux P_2 situés de l'autre côté de l'axe longitudinal (X) à un deuxième potentiel électrique (par exemple -10mV), opposé à celui du premier potentiel électrique.
  • Troisième configuration - Figure 3C : Quatre piliers centraux P_1, P_2 en deux séries (comme dans la deuxième configuration) et au moins deux piliers latéraux P_20, P_30, un premier pilier latéral P_20 au niveau de la première zone de jonction Z_20 et un deuxième pilier latéral P_30 au niveau de la deuxième zone de jonction Z_30. Les deux piliers centraux P_1 de la première série, situés d'un même coté de l'axe longitudinal (X), sont à un même premier potentiel électrique (par exemple +10mV), et les deux piliers centraux P_2 de la deuxième série, situés de l'autre côté de l'axe longitudinal (X), sont à un même deuxième potentiel électrique (par exemple -10mV), opposé à celui du premier potentiel électrique.
  • Les deux piliers latéraux P_20, P_30 sont chacun avec un potentiel électrique distinct, les deux potentiels électriques étant opposés. Le pilier latéral P_20 est au même potentiel électrique (+10mV) que les piliers centraux P_1 de la première série. Le pilier latéral P_30 est au même potentiel électrique (-10mV) que les piliers centraux P_2 de la deuxième série.
  • Quatrième configuration - Figure 3D : Elle est identique à la troisième configuration, avec plusieurs piliers latéraux P_20, P_30 pour chaque série. Sur la figure 3D, on utilise ainsi cinq piliers latéraux pour chaque série de piliers latéraux. Les piliers latéraux P_20 de la première série sont à tous à un même potentiel électrique (par exemple +10mV) et les piliers latéraux P_30 de la deuxième série sont tous un à un même potentiel électrique (par exemple -10mV), opposé à celui appliqué aux piliers de la première série. Les piliers (centraux et latéraux) situés d'un même côté de l'axe longitudinal (X) sont tous au même potentiel électrique et les piliers situés de l'autre côté de l'axe longitudinal (X) sont au potentiel électrique opposé.
  • Cinquième configuration - Figure 3E : Sa structure est identique à celle de la quatrième configuration. En revanche, les piliers latéraux P_20 de la première série et ceux (P_30) de la deuxième série sont tous à un même potentiel électrique (par exemple +10mV). Et les piliers centraux P_1, P_2 sont tous à un même potentiel électrique (par exemple - 10mV), opposé à celui appliqué aux piliers latéraux.
  • Sixième configuration : Cette configuration est identique à la quatrième configuration (figure 3D), avec ajout du pilier médian P_3 situé dans l'axe du canal longitudinal (X). Ce pilier est placé à un potentiel électrique neutre (0mV).
    • Principes de fabrication Figure 5
  • Pour former une électrode au niveau d'un pilier du composant, plusieurs solutions peuvent être envisagées.
  • Une solution serait de réaliser un dépôt métallique au niveau de chaque pilier et d'intégrer une via au support pour venir connecter chaque pilier sur le potentiostat. Dans ce cas, la couche intermédiaire intégrant les piliers peut être en silicium et creusé au niveau de chaque pilier pour y effectuer un dépôt métallique. Il serait également possible de venir déposer une couche métallique directement à la surface de chaque pilier. Le métal peut être remplacé par un oxyde métallique, par un matériau conducteur tel que le Graphène, un carbone amorphe (DLC), un matériau comme l'Oxyde d'Indium (ITO) ou le disulfure de Molybdène (MoS2), ou par tout autre matériau conducteur électrique biocompatible.
  • Une autre solution avantageuse et illustrée la figure 5 consiste à faire en sorte de créer les électrodes en utilisant une couche intermédiaire L_2 spécifique présentant des propriétés conductrices. A titre d'exemple, cette couche intermédiaire L_2 intègre les piliers du composant. Elle est par exemple formée de silicium dopé.
  • Dans cette configuration de couche intermédiaire conductrice, la structure multicouches est par exemple la suivante :
    • Une première couche inférieure L_1 avantageusement réalisée dans un matériau isolant de l'électricité, comme le COC pour Cyclo Oléfine Copolymère, le COP pour Cyclo Oléfine polymère, un matériau de type PMMA (PolyMéthacrylate de Méthyle).
    • Une deuxième couche, formant la couche intermédiaire L_2 réalisée en silicium dopé, cette deuxième couche étant façonnée pour créer les piliers centraux et latéraux (si présents) - désignés P_X sur la figure 5 ;
    • Une troisième couche L_3 réalisée en silice (SiO2) intégrant les liaisons électriques 10 vers chaque pilier ;
    • Une quatrième couche L_4 formant un capot, réalisée en verre et incluant les pistes électriques 11 ;
  • Le principe de fabrication de l'interface verre (L_4)-piliers est par exemple le suivant :
    • Dépôt par PVD (dépôt par phase vapeur) d'une couche d'accroche de 20nm en Titane sur la couche de verre ;
    • Dépôt par PVD d'une couche de Platine sur la couche de Titane ;
    • Dépôt de la couche L_2 de silicium dopé ;
    • Dépôt d'un masque sur la couche de silicium dopé pour protéger les zones destinées à former les piliers et les liaisons électriques ;
    • Gravure par plasma de la couche L_2 de silicium dopé pour former les piliers ;
  • De manière non limitative, la couche intermédiaire L_2 de silicium est par exemple dopée N+ à l'arsenic. Sa résistivité est donnée pour être inférieure à 3mohm.cm.
  • Comme indiqué ci-dessus, les liaisons/pistes électriques sont par exemple réalisées en platine ou en or.
  • Il faut noter que lorsque la couche intermédiaire L_2 est réalisée sous la forme de silicium dopé, toute la couche intermédiaire L_2 se trouve donc dotée de propriétés conductrices, et donc également le corps du support dans lequel sont formés le canal microfluidique principal C_1 et les canaux microfluidiques latéraux C_20, C_30. Cependant, il est également possible de rendre ce volume électriquement isolant et de ne rendre conducteur que les piliers de la structure.
  • De manière non limitative, les piliers centraux et latéraux peuvent prendre différentes formes :
    • Les piliers centraux P_1, P_2 peuvent être tous identiques et cylindriques ;
    • Deux piliers centraux situés au plus proche de l'axe longitudinal (X) peuvent présenter une section transversale en forme de haricot ;
    • Les piliers latéraux P_20, P_30 peuvent présenter une section transversale triangulaire ;
    • Les piliers latéraux P_20, P30 peuvent présenter une forme hémicylindrique ;
    Toute autre forme pourrait bien entendu être envisagée. De manière générale, il peut être pertinent d'éviter les formes avec des arêtes saillantes, ceci de manière à éviter les effets de pointe lors de la création des lignes de champ entre les piliers.
  • De manière non limitative, les piliers présentent une hauteur adaptée, au maximum égale à la profondeur du canal microfluidique et au minimum égale à la moitié de la plus grande dimension (par exemple son diamètre) de l'objet biologique O, ceci afin de conserver une fonction de piégeage efficace. Les piliers centraux cylindriques ont par exemple une section de 100µm de diamètre. La hauteur de la section triangulaire des piliers latéraux est par exemple de 100µm également. Les liaisons électriques sont par exemple des lignes fines de platine, de 50µm de largeur. Les piliers centraux sont par exemple espacés entre eux de 80µm. Et les piliers latéraux sont par exemple espacés de 45µm.
    • Simulations de fonctionnement Figures 4A à 4E
  • Selon la configuration géométrique et électrique choisie, il est ainsi possible de venir observer une zone d'intérêt déterminée (désignée Z sur les figures). Différentes configurations sont ainsi exposées ci-dessous :
    Figure 4A : Il s'agit de la quatrième configuration décrite ci-dessus, dans laquelle les piliers centraux p_1, P_2 sont choisis cylindriques et les piliers latéraux p_20, P_30 de forme hémicylindrique. Le corps de la couche intermédiaire L_2 est isolé électriquement. D'un côté de l'axe longitudinal, les deux piliers centraux P_1 et les piliers latéraux P_20 sont au même potentiel électrique (+10mV) et de l'autre côté de l'axe longitudinal, les deux autres piliers centraux P_2 et les autres piliers latéraux P_30 sont au potentiel électrique opposé (-10mV).
  • On remarque que la mesure d'impédance à 1MHz est concentrée sur une zone Z qui correspond typiquement à la zone où est positionné l'objet biologique O lorsque celui-ci est piégé dans le composant.
  • Figure 4B : Il s'agit également de la quatrième configuration décrite ci-dessus dans laquelle on utilise des piliers latéraux P_20, P_30 de section triangulaire. On constate ainsi qu'il est possible de focaliser les mesures sur une zone Z qui correspond à la zone de piégeage de l'objet biologique.
  • Figure 4C : On garde la même configuration géométrique et électrique que celle de la figure 3E. Tous les piliers centraux P_1, P_2 sont mis à un même potentiel électrique (par exemple -10mV) et tous les piliers latéraux P_20, P_30 sont mis au potentiel électrique opposé (+10mV). Les simulations numériques nous montrent que, dans cette configuration, la mesure d'impédance se fera préférentiellement sur une zone Z correspondant à celle occupée par le milieu environnant, à l'exception de la zone de piégeage de l'objet biologique. Une telle répartition de courant est assez intéressante pour effectuer des mesures de référence, on pourra par exemple caractériser la solution présente dans le milieu environnant, sans l'objet biologique O.
  • Figure 4D : Il s'agit de la configuration avec cinq piliers centraux (figure 3F), dont un pilier médian P_3 situé dans l'axe longitudinal et mis à un potentiel électrique neutre. Les deux piliers centraux P_1 et les piliers latéraux P_20 situés d'un même côté de l'axe longitudinal (X) sont au même potentiel électrique (+10mV) et les deux autres piliers centraux p_2 et les autres piliers latéraux P_30 situés de l'autre côté de l'axe longitudinal (X) sont au potentiel électrique opposé (-10mV). Le corps de la couche intermédiaire L_2 est isolé électriquement. Dans cette configuration, on constate qu'il est possible de venir étudier une zone Z qui correspond à la zone de piégeage de l'objet biologique.
  • Figure 4E : Il s'agit d'une configuration où on vient changer la forme de deux piliers centraux P_1, P_2, un pilier de chaque série, situés au plus proche de l'axe longitudinal (X). Ceux-ci sont façonnés avec une forme en haricot. Les piliers latéraux P_20, P_30 sont choisis avec une forme hémicylindrique. Le corps de la couche intermédiaire L_2 est isolé électriquement. Niveau électrique, les piliers centraux P1 et latéraux P_20 sont au même potentiel électrique (+10mV) et les piliers centraux P_2 et latéraux P_30 sont au potentiel électrique opposé (-10mV). Dans cette configuration, on constate que l'on peut se focaliser sur une zone Z qui correspond à la zone de piégeage de l'objet biologique. De plus, on constate moins de pertes aves des piliers latéraux P_20, P_30 de forme hémicylindrique.
  • La solution de l'invention permet ainsi de remplir la fonction de piégeage de l'objet biologique O ainsi que la fonction de mesure d'impédance, en permettant de se rapprocher au plus près de l'objet biologique O piégé.
  • De plus, les différentes configurations de connexion possibles permettent de cibler, au choix, différentes zones d'intérêt, notamment l'objet biologique ou son milieu environnant.
  • Enfin la fabrication à l'aide d'une couche intermédiaire L_2 en silicium dopé, cette couche intermédiaire intégrant les piliers, permet de simplifier le procédé de fabrication.

Claims (13)

  1. Procédé de caractérisation d'un objet biologique dans son milieu environnant, mis en œuvre à l'aide d'un système de mesure comprenant un composant microfluidique et un potentiostat, ce composant microfluidique étant employé pour une mesure d'impédance électrique à travers ledit objet biologique (O) présent dans un milieu fluidique environnant, ledit composant microfluidique comprenant :
    - Un support dans lequel est réalisé un canal microfluidique principal (C_1) définissant un chemin destiné à la circulation d'un fluide contenant l'objet biologique (O),
    - Un dispositif de piégeage positionné dans le canal microfluidique principal (C_1) sur le chemin de circulation dudit objet biologique, ce dispositif de piégeage définissant une zone de piégeage,
    - Ledit dispositif de piégeage est composé d'au moins un premier pilier central (P_1) et d'un deuxième pilier central (P_2) positionnés à l'intérieur du canal microfluidique principal,
    - Le premier pilier central portant une première électrode et le deuxième pilier central portant une deuxième électrode,
    - Le support comportant un premier canal latéral (C_20) relié au canal microfluidique principal (C_1) par une première zone de jonction (Z_20) et un deuxième canal latéral (C_30) relié au canal microfluidique principal (C_1) par une deuxième zone de jonction (Z_30), la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction étant situées en vis-à-vis du dispositif de piégeage,
    - Le composant comportant une première série d'un ou plusieurs piliers latéraux (P_20) positionnés au niveau de la première zone de jonction (Z_20) et une deuxième série d'un ou plusieurs piliers latéraux (P_30) positionnés au niveau de la deuxième zone de jonction (Z_30), chaque pilier latéral (P_20, P_30) de la première série et de la deuxième série portant également une électrode distincte destinée à être mise à un potentiel électrique,
    - Chaque électrode étant connectée audit potentiostat pour être mise à un potentiel électrique,
    Ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à :
    - Sélectionner une zone d'intérêt (Z) à surveiller dans le composant microfluidique, ladite zone étant choisie parmi la zone de piégeage de l'objet biologique, la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction contenant le milieu fluidique environnant,
    - Appliquer un premier potentiel électrique à l'électrode du premier pilier central, un deuxième potentiel électrique à l'électrode du deuxième pilier central, un troisième potentiel électrique à l'électrode de chaque pilier latéral de la première série et un quatrième potentiel électrique à l'électrode de chaque pilier latéral de la deuxième série, en tenant compte de la zone d'intérêt sélectionné,
    - Le premier potentiel électrique, le deuxième potentiel électrique, le troisième potentiel électrique et le quatrième potentiel électrique étant chacun choisi en tenant compte de la zone d'intérêt sélectionnée pour venir surveiller cette zone d'intérêt.
  2. Système de mesure d'impédance électrique à travers un objet biologique, comprenant un composant microfluidique et un potentiostat, caractérisé en ce que le composant microfluidique comporte :
    - Un support dans lequel est réalisé un canal microfluidique principal (C_1) définissant un chemin destiné à la circulation d'un fluide contenant l'objet biologique (O),
    - Un dispositif de piégeage positionné dans le canal microfluidique principal (C_1) sur le chemin de circulation dudit objet biologique, ce dispositif de piégeage définissant une zone de piégeage,
    - Ledit dispositif de piégeage est composé d'au moins un premier pilier central (P_1) et d'un deuxième pilier central (P_2) positionnés à l'intérieur du canal microfluidique principal,
    - Le premier pilier central portant une première électrode et le deuxième pilier central portant une deuxième électrode,
    - Le support comportant un premier canal latéral (C_20) relié au canal microfluidique principal (C_1) par une première zone de jonction (Z_20) et un deuxième canal latéral (C_30) relié au canal microfluidique principal (C_1) par une deuxième zone de jonction (Z_30), la première zone de jonction et la deuxième zone de jonction étant situées en vis-à-vis du dispositif de piégeage,
    - Le composant comportant une première série d'un ou plusieurs piliers latéraux (P_20) positionnés au niveau de la première zone de jonction (Z_20) et une deuxième série d'un ou plusieurs piliers latéraux (P_30) positionnés au niveau de la deuxième zone de jonction (Z_30), chaque pilier latéral (P_20, P_30) de la première série et de la deuxième série portant également une électrode distincte destinée à être mise à un potentiel électrique,
    - Chaque électrode étant connectée audit potentiostat pour être mise à un potentiel électrique,
    - Une unité de traitement du système étant configurée pour analyser des données de mesure générées par la mise en œuvre du procédé défini en revendication 1 et déterminer des propriétés de l'objet biologique (O) piégé et/ou de son milieu environnant.
  3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal microfluidique principal (C_1) s'étend en longueur suivant un axe longitudinal (X) et en ce qu'il comporte une section transversale constante sur au moins une partie de sa longueur, le premier pilier central (P_1) et le deuxième pilier central (P_2) étant positionnés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal.
  4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de piégeage comporte un troisième pilier central et un quatrième pilier central positionnés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal (X), le troisième pilier central étant situé du même côté par rapport à l'axe longitudinal (X) que le premier pilier central et le quatrième pilier central du même côté que le deuxième pilier central.
  5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le troisième pilier central porte une troisième électrode et le quatrième pilier central porte une quatrième électrode.
  6. Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif de piégeage comporte un cinquième pilier central, dit pilier médian (P_3), positionné suivant l'axe longitudinal (X), le pilier médian portant une cinquième électrode, destinée à être mise à un potentiel électrique neutre.
  7. Système selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les piliers centraux (P_1, P_2, P_3) du dispositif de piégeage sont positionnés suivant un arc de cercle.
  8. Système selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les piliers centraux (P_1, P_2, P_3) du dispositif de piégeage comporte chacun une section transversale circulaire.
  9. Système selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le premier pilier central (P_1) et le deuxième pilier central (P_2) présentent chacun une section transversale en forme de haricot.
  10. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pilier latéral (P_20, P_30) présente une section transversale triangulaire.
  11. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pilier latéral (P_20, P_30) présente une forme hémicylindrique.
  12. Système selon l'une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que le support comporte une couche intermédiaire (L_2) réalisée dans un matériau de type silicium dopé, ladite couche intermédiaire (L_2) étant configurée pour réaliser chaque pilier (P_1, P_2, P_3, P_20, P_30).
  13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (L_2) comporte un corps réalisé autour desdits piliers, configuré pour être isolant de l'électricité.
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