FR2982176A1 - Dispositif et procede de manipulation des gouttes - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un dispositif et un procédé microfluidique de manipulation d'au moins une goutte. Le dispositif comprend des première et seconde surfaces microfluidiques (3a, 3b) parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation (H), au moins une première piste (5a) électrique de déplacement disposée au niveau de ladite première surface (3a), et au moins une seconde piste (5b) électrique de déplacement disposée au niveau de ladite seconde surface (3b) . L'une au moins desdites première et seconde pistes est configurée pour former un doigt fluidique respectif le long de ladite piste, ledit doigt fluidique se rompant par capillarité, en générant au moins une goutte respective. Les première et seconde pistes sont configurées pour que ladite distance de séparation entre lesdites première et seconde surfaces soit d'une part, supérieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque goutte .

Description

SP50357 SY 1 DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE MANIPULATION DES GOUTTES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine général de la formation et manipulation des gouttes dans un dispositif microfluidique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans de nombreux domaines, on cherche à former et manipuler des gouttes pour analyser des échantillons liquides de petit volume de la manière la plus simple et le moins intrusive possible. Ce peut être le cas, par exemple, pour établir des interactions biologiques et/ou chimiques entre deux solutions pour une analyse chimique, un diagnostic biologique ou médical, ou encore dans le domaine du génie génétique ou agro-alimentaire. A titre illustratif, on peut citer les biopuces 20 qui constituent, dans le domaine de la biologie moléculaire, des microsystèmes d'analyse de l'hybridation d'acides nucléiques (ADN et/ou ARN), ou de l'interaction de type antigène/anticorps, protéine/ligand, protéine/protéine, enzyme/substrat, 25 etc. On peut ensuite chercher à obtenir les paramètres cinétiques ou les constantes d'équilibres associés à ces interactions chimiques ou biologiques. D'une manière générale, la manipulation des gouttes ou flux fluidiques peut être effectuée à l'aide 30 des moyens hydrodynamiques, électriques ou magnétiques.

SP50357 SY 2 Plusieurs techniques de manipulation peuvent être utilisées, telles que, par exemple, la manipulation par effet d'électromouillage et celle par effet de diélectrophorèse.

L'électromouillage EWOD (Electrowetting on Dielectric) permet de faire de multiples opérations fluidiques élémentaires. Cette technique utilise en général, un tapis d'électrodes que l'on commute de manière séquentielle selon un pilotage adéquat pour faire avancer de proche en proche une goutte sur une surface. Le déplacement d'une goutte par EWOD peut être réalisé en utilisant une différence de potentiel entre une électrode sur un capot et une autre électrode sur un substrat. La goutte est ainsi directement en contact avec les deux plans. Il est aussi possible de déplacer une goutte d'une électrode à une autre en appliquant une différence de potentiel entre l'électrode d'arrivée et le fluide environnant. Cependant, une goutte possède son propre volume dès sa formation et soit elle ne rentre jamais en contact avec le plan en vis-à-vis soit elle est toujours en contact avec le plan en vis-à-vis. Cette caractéristique n'est pas contrôlable. De même, cette technique ne permet pas de former des gouttes en vis-à-vis à partir des différents flux de liquides.

La méthode de diélectrophorèse LDEP est utilisée pour la formation de gouttes sur une surface. Cependant, à ce jour cette technique a été appliquée dans une configuration ouverte (i.e. sans capot) ou en fermé avec des configurations identiques au déplacement de gouttes par EWOD (i.e. avec une différence de potentiel entre un réseau d'électrodes sur une surface SP50357 SY 3 et une électrode représentant la masse sur le capot). Dans cette configuration le liquide est en contact avec le substrat et le capot. Il existe plusieurs travaux mentionnant des 5 mécanismes de manipulation de liquides sur une surface par diélectrophrèse liquide. La demande de brevet W02006025982 ainsi que l'article de Ahmed et Jones intitulé « Optimized liquid DEP droplet dispensing », J. Micromech. Microeng., 17 10 (2007), 1052-1058 décrivent un dispositif de formation de gouttes par LDEP dans une configuration ouverte sans capot. Ce dispositif consiste en une plateforme microfluidique composée d'un substrat et de deux électrodes coplanaires recouvertes d'un matériau 15 diélectrique. Un signal AC est appliqué entre les deux électrodes qui a pour conséquence le déplacement d'un liquide sur la plateforme. Une autre demande de brevet US20110056834 décrit un dispositif microfluidique fermé comportant deux 20 plateformes LDEP similaires en vis-à-vis et espacées l'une de l'autre. La première plateforme (ou substrat) comporte des électrodes découplées entre elles et activées indépendamment par un signal AC et la seconde plateforme (ou capot) comporte une électrode jouant le 25 rôle de masse. Cette configuration permet le déplacement des flux de liquide dans plusieurs directions par effet LDEP. Cependant, le liquide a besoin de toucher à la fois les électrodes du capot et du substrat pour pouvoir être déplacé. Ainsi, ce 30 dispositif ne permet pas le transfert d'un liquide SP50357 SY 4 d'une surface à une autre ni la formation et la manipulation précise et reproductible de gouttes. L'objet de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant un dispositif 5 et un procédé plus efficaces et plus précis pour la formation et la manipulation de gouttes. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour objet un dispositif 10 microfluidique de manipulation d'une goutte, comportant : - des première et seconde surfaces microfluidiques parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation, 15 - au moins une première piste électrique de déplacement disposée au niveau de ladite première surface, - au moins une seconde piste électrique de déplacement disposée au niveau de ladite seconde 20 surface, lesdites première et seconde pistes définissant entre elles au moins une zone de croisement, - l'une au moins desdites première et seconde pistes étant configurée(s) pour former par 25 diélectrophorèse liquide, sous l'effet d'une activation électrique, un doigt fluidique respectif le long de ladite piste à partir d'un réservoir correspondant de liquide d'intérêt disposé de manière à pouvoir mettre en contact ledit liquide avec la surface associée, 30 ledit doigt fluidique se rompant par capillarité sous l'effet d'une désactivation électrique, en générant au SP50357 SY moins une goutte respective à partir dudit doigt fluidique dans ladite au moins une zone de croisement, - les première et seconde pistes étant configurées pour que ladite distance de séparation 5 entre lesdites première et seconde surfaces soit d'une part, supérieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque goutte. Ainsi, un doigt fluidique formé sur l'une des première et seconde pistes ne sera pas impacté par l'autre desdites première et seconde pistes tout en permettant l'interaction de chacune des première et seconde pistes avec la goutte formée sur l'une ou l'autre des première et seconde pistes. Ceci permet de former et de manipuler des gouttes sur une ou plusieurs localisations et sur une ou deux surfaces pour de nombreuses applications nécessitant des transferts de gouttes d'un plan vers un autre ou de mélange des gouttes pour des interactions biologiques et/ou chimiques entre différentes solutions de façon simultanée. Lorsque les deux fluides sont miscibles, un mélange est obtenu lors de la mise en contact des deux gouttes formées en vis-à-vis. Mais par mélange, on entend également une association de liquides immiscibles, le mélange étant alors diphasique, c'est-à-dire comprend deux phases liquides immiscibles, une phase liquide étant par exemple encapsulée dans une deuxième phase liquide.

Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, ladite première piste électrique de SP50357 SY 6 déplacement comportant une paire de premières électrodes sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite première surface pour la formation sous l'effet de l'activation électrique, d'un premier doigt fluidique à partir d'un premier réservoir d'un premier liquide d'intérêt, ladite seconde piste électrique de déplacement comportant une paire de secondes électrodes sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite seconde surface pour la formation sous l'effet de l'activation électrique, d'un second doigt fluidique à partir d'un second réservoir d'un second liquide d'intérêt, lesdits premier et second doigts fluidiques se rompant par capillarité sous l'effet de la désactivation, en générant au moins une première goutte et au moins une seconde goutte respectives qui se mélangent dans ladite au moins une zone de croisement pour former au moins une goutte globale. Ceci permet de faire croiser des premier et second doigts fluidiques, sans qu'ils n'entrent en contact, et former des gouttes issues des deux surfaces différentes qui vont, elles, entrer en contact. Ainsi, ce dispositif se prête idéalement pour manipuler des gouttes afin de réaliser différentes applications nécessitant par exemple des interactions ou réactions entre deux volumes de liquides. Avantageusement, ladite paire de premières électrodes comportant une pluralité de premières zones de formation de goutte, de sorte qu'à la désactivation de ladite paire de premières électrodes, le premier doigt fluidique se rompt en une pluralité de premières SP50357 SY 7 gouttes situées chacune sur une desdites premières zones de formation de goutte. Ceci permet de former des gouttes de manière reproductible à des endroits stratégiques de la première surface. Avantageusement, ladite paire de secondes électrodes comportant une pluralité de secondes zones de formation de goutte disposées chacune en vis-à-vis d'une première zone de formation de goutte distincte formant ainsi une pluralité de zones de croisement, de sorte qu'à la désactivation de ladite paire de secondes électrodes, le second doigt fluidique se rompt en une pluralité de secondes gouttes situées chacune sur une desdites secondes zones de formation de goutte, chaque seconde goutte venant au contact de la première goutte correspondante pour former une goutte globale dans la zone de croisement correspondante. Ceci permet de former des mélanges entre les gouttes de la première surface et celles de la seconde surface de manière entièrement reproductible et à des endroits bien définis. Selon une configuration particulière du premier mode de réalisation, ladite première surface comporte un premier réseau de m paires de premières électrodes comprenant chacune une suite de n premières zones de formation de goutte formant ainsi un premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, ladite seconde surface comportant un second réseau de n paires de secondes électrodes comprenant chacune une suite de m secondes zones de formation de goutte formant ainsi un second ensemble de nm secondes zones de formation de SP50357 SY 8 goutte, lesdites nm premières zones de formation de goutte croisant lesdites nm secondes zones de formation de goutte pour former un ensemble de nm zones de croisement.

Ceci permet de faire interagir un très grand nombre de gouttes différentes de manière simultanée et automatisée à partir d'au moins deux solutions. Avantageusement, ladite paire de secondes électrodes est configurée pour déplacer au moins une seconde goutte et/ou au moins une goutte globale située le long de ladite paire de secondes électrodes. Ceci permet par exemple d'utiliser des secondes électrodes ne comportant pas de zones de formation de gouttes et de déplacer une seconde goutte pour venir aux contact d'une première goutte correspondante située dans une première zone de formation de goutte de ladite paire de premières électrodes afin de former une goutte globale correspondante. Ceci permet aussi de déplacer les secondes gouttes et/ou les gouttes globales pour divers protocoles chimiques et/ou biologiques. Selon un deuxième mode de réalisation, ladite première piste électrique de déplacement comporte une paire de premières électrodes sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite première surface pour la formation par diélectrophorèse liquide sous l'effet de l'activation électrique, d'un doigt fluidique à partir d'un réservoir de liquide d'intérêt, ledit doigt fluidique se rompant par capillarité sous l'effet de la désactivation, en générant au moins une goutte, ladite seconde piste électrique de déplacement comportant des secondes électrodes pour le déplacement SP50357 SY 9 de ladite au moins une goutte sous l'effet d'une activation électrique desdites secondes électrodes. Ceci permet de former des gouttes sur une première surface, de les transférer sur une autre surface et de les déplacer ensuite sur cette deuxième surface afin de réaliser divers protocoles pour différentes applications biologiques et/ou chimiques. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de détection d'un composant d'une goutte formée au niveau de ladite au moins une zone de croisement. Ceci permet d'analyser les propriétés chimiques et/ou biologiques des liquides. Selon une première variante, lesdits moyens de détection sont des moyens optiques comprenant une source de lumière pour émettre une lumière sur ladite au moins une goutte et des moyens de réception pour recevoir la lumière diffusée par ladite au moins une goutte. Ceci permet de manipuler et d'analyser des 20 échantillons en un temps réduit de manière simultanée et précise. Selon une autre variante, lesdits moyens de détection sont des moyens électromécaniques comprenant au moins un oscillateur plan dont une face forme une 25 surface de détection appartenant à l'une ou l'autre desdites première et seconde surfaces. Ceci permet d'avoir un dispositif simple, compact, et autonome pour à la fois la manipulation et l'analyse des échantillons de manière efficace.

SP50357 SY 10 Avantageusement, ladite surface de détection présente une zone hydrophile destinée à être recouverte par ladite au moins une goutte. Ceci permet de placer le liquide sur les endroits les plus sensibles de la surface de détection pour une détection optimale. Avantageusement, chacune desdites premières et secondes électrodes est recouverte d'une couche diélectrique.

Ceci permet d'éviter le contact direct entre le liquide et les électrodes pour prévenir l'électrolyse du liquide. L'invention porte également sur un procédé de manipulation d'une goutte, comportant les étapes 15 suivantes : - mise en contact d'au moins un premier réservoir comprenant un premier liquide d'intérêt avec au moins une première piste électrique de déplacement correspondante disposée au niveau d'une première 20 surface microfluidique, - mise en contact d'au moins un second réservoir comprenant un second liquide d'intérêt avec au moins une seconde piste électrique de déplacement correspondante disposée au niveau d'une seconde surface 25 microfluidique, lesdites première et seconde surfaces étant parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation, lesdites au moins une première et au moins une seconde pistes de déplacement définissant entre elles au moins une zone de 30 croisement, SP50357 SY 11 - activation de ladite au moins une première piste de déplacement, de façon à former le long de ladite première piste un premier doigt fluidique correspondant, - activation de ladite au moins une seconde piste de déplacement, de façon à former le long de ladite seconde piste un second doigt fluidique correspondant, - désactivation de ladite au moins une première piste de déplacement, de sorte que le premier doigt fluidique correspondant se rompt par capillarité en générant au moins une première goutte située dans ladite au moins une zone de croisement, - désactivation de ladite au moins une seconde piste de déplacement, de sorte que le second doigt fluidique se rompt par capillarité en générant au moins une seconde goutte située dans ladite au moins une zone de croisement, ladite distance de séparation entre lesdites première et seconde surfaces étant d'une part, supérieure à la somme des épaisseurs desdits premier et second doigts fluidiques, et, d'autre part, inférieure à la somme des épaisseurs desdites première et seconde gouttes, de sorte que lesdites première et seconde gouttes se mélangent dans ladite au moins une zone de croisement pour former au moins une goutte globale.

Avantageusement, le procédé comporte les étapes suivantes : - mise en contact d'un ensemble de m premiers réservoirs comprenant m premiers liquides d'intérêt avec un réseau de m premières pistes correspondantes 30 comprenant chacune une suite de n premières zones de SP50357 SY 12 formation de goutte formant ainsi un premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, - mise en contact d'un ensemble de n seconds réservoirs comprenant n seconds liquides d'intérêt avec un réseau de n secondes pistes correspondantes comprenant chacune une suite de m secondes zones de formation de goutte formant ainsi un second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte, lesdites nm premières zones de formation de goutte croisant respectivement lesdites nm secondes zones de formation de goutte pour former un ensemble de nm zones de croisement correspondantes, - activation dudit réseau de m premières pistes, de façon à former un réseau de m premiers doigts fluidiques correspondants, - activation dudit réseau de n secondes pistes, de façon à former un réseau de n seconds doigts fluidiques correspondants, - désactivation dudit réseau de m premières pistes, de sorte que les m premiers doigts fluidiques correspondants se rompent par capillarité en générant un ensemble de nm premières gouttes dans ledit premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, - désactivation dudit réseau de n secondes pistes, de sorte que les n seconds doigts fluidiques correspondants se rompent par capillarité en générant un ensemble de nm secondes gouttes dans ledit second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte, les nm premières gouttes se mélangeant avec les nm secondes gouttes correspondantes pour former un SP50357 SY 13 ensemble de nm gouttes globales dans les nm zones de croisement correspondantes. Avantageusement, lesdits m premiers réservoirs comprennent respectivement m premiers échantillons de propriétés différentes d'une première solution et lesdits n seconds réservoirs comprennent respectivement n seconds échantillons de propriétés différentes d'une seconde solution formant ainsi nm gouttes globales différentes.

Avantageusement, le procédé peut comporter une détection par des moyens optiques, électromécaniques, ou électrophysiologiques des différentes interactions entre lesdites première et seconde solutions. L'invention vise également un procédé de 15 manipulation d'une goutte, comportant les étapes suivantes : mise en contact d'au moins un réservoir comprenant un liquide d'intérêt avec au moins une première piste électrique de déplacement correspondante 20 disposée au niveau d'une première surface microfluidique, ladite première surface étant parallèle à une seconde surface microfluidique et espacée de celle-ci d'une distance de séparation, ladite seconde surface comprenant au moins une seconde piste 25 électrique de déplacement définissant au moins une zone de croisement avec ladite au moins une première piste, - activation de ladite au moins une première piste de déplacement, de façon à former le long de ladite première piste un doigt fluidique correspondant, 30 - désactivation de ladite au moins une première piste de déplacement, de sorte que le doigt fluidique SP50357 SY 14 correspondant se rompt par capillarité en générant au moins une goutte située dans ladite au moins une zone de croisement, ladite distance de séparation entre lesdites première et seconde surfaces étant d'une part, supérieure à l'épaisseur dudit doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur de ladite au moins une goutte, et - activation de ladite au moins une seconde piste électrique de déplacement, de façon à déplacer ladite au moins une goutte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : La Fig. 1 illustre de manière schématique un dispositif microfluidique de manipulation d'une goutte, selon l'invention ; La Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de manipulation selon un 25 premier mode de réalisation préféré de l'invention ; Les Figs. 3A et 3B sont des vues schématiques de dessous du substrat supérieur du dispositif représenté sur la Fig. 2 ; Les Figs. 3C et 3D sont des vues schématiques de 30 dessus du substrat inférieur du dispositif représenté sur la Fig. 2 ; SP50357 SY 15 La Fig. 3E est une vue détaillée d'une partie des électrodes de déplacement du dispositif représenté sur la Fig. 2 ; Les Fig. 4A à 4C sont des vues schématiques en 5 coupe longitudinale du dispositif représenté sur la Fig. 2, illustrant la formation des gouttes de liquide ; Fig. 5 est une vue schématique en perspective de la zone de croisement du dispositif de la Fig. 2 ; 10 Les Figs. 6A à 6E illustrent de manière schématique un dispositif de manipulation des gouttes, selon une configuration particulière du premier mode de réalisation préféré de l'invention ; Les Figs. 7A et 7B illustrent de manière 15 schématique un dispositif de manipulation selon la configuration de la Fig. 6A, comportant des moyens de détection optiques ; Les Figs. 8A et 8B illustrent de manière schématique un dispositif de manipulation selon la Fig. 20 6A, comportant des moyens de détection électromécaniques ; et La Fig. 9 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de manipulation selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention. 25 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS La Fig. 1 illustre de manière schématique un dispositif microfluidique de manipulation 1 d'une goutte, selon l'invention.

SP50357 SY 16 Le dispositif microfluidique de manipulation 1 comprend une première surface 3a microfluidique et une seconde surface 3b microfluidique. Les première et secondes surfaces 3a, 3b sont parallèles entre elles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation H. Dans toute la description qui va suivre, par convention, on utilise un repère orthonormé direct en coordonnées cartésiennes (X,Y,Z) présenté sur la Fig. 1. Le plan (X,Y) est parallèle auxdites première et seconde surfaces 3a, 3b et la direction Z est orientée à partir de la seconde surface 3b vers la première surface 3a. Au moins une première piste 5a électrique de 15 déplacement est disposée au niveau de la première surface 3a (ici, une seule première piste est illustrée). De même, au moins une seconde piste 5b électrique de déplacement est disposée au niveau de la seconde 20 surface 3b (ici, une seule seconde piste est illustrée). Par piste électrique, on entend soit une électrode continue, s'étendant selon une direction donnée, soit une pluralité d'électrodes élémentaires 25 adjacentes. Dans ce dernier cas, chaque électrode est séparée de sa voisine par un faible espacement, cet espacement étant typiquement de 1 pm pour une largeur de l'électrode de 10 pm, la largeur étant la dimension selon une direction perpendiculaire à celle de 30 l'espacement.

SP50357 SY 17 Les première et seconde pistes 5a, 5b électriques de déplacement définissent entre elles au moins une zone de croisement 7 en vis-à-vis, sans contact. Autrement dit, elles ne sont pas en contact l'une de l'autre. En effet, les première et seconde pistes 5a, 5b sont agencées de manière à ce qu'il existe au moins une droite (selon la direction Z) orthogonale aux première et seconde surfaces 3a, 3b interceptant la première piste 5a en un premier point 7a et la seconde piste 5b en un second point 7b de sorte que l'espace formé entre ces deux points définisse la zone de croisement 7. La distance entre les premier et second points 7a, 7b est bien entendu, égale à la distance de séparation H.

On notera que les directions dans le plan (X,Y) des première et seconde pistes 5a, 5b peuvent être sécantes selon un angle quelconque formant une seule zone de croisement 7 (Fig. 1) ou bien, confondues formant alors une infinité de zones de croisement.

L'une au moins des première et seconde pistes 5a, 5b est configurée pour former par diélectrophorèse liquide, sous l'effet d'une activation électrique, un doigt fluidique respectif le long de la piste. Par diélectrophorèse liquide (LDEP, pour Liquid Dielectrophoresis), on entend l'application d'une force électrique sur un liquide électriquement isolant ou conducteur, la force étant générée par un champ électrique oscillant non uniforme. La formation d'un doigt fluidique par diélectrophorèse liquide est notamment décrite dans l'article de Jones intitulé « Liquid dielectrophoresis on the microscale », SP50357 SY 18 J. Electrostat, 51-52 (2001), 290-299. Lorsque le liquide est situé dans un champ électrique, les molécules du liquide acquièrent un dipôle non nul et se polarisent. Dans la mesure où le champ est non uniforme, une force de Coulomb apparaît et induit le déplacement des molécules du liquide, et ainsi de tout le liquide, vers un maximum de champ. Le doigt fluidique est formé le long de la piste 5a, 5b respective à partir d'un réservoir 9a, 9b, de liquide d'intérêt correspondant disposé de manière à pouvoir mettre en contact le liquide avec la surface associée 3a, 3b. La Fig. 1 montre un premier réservoir 9a disposé au niveau de la première surface 5a et éventuellement un second réservoir (représenté en pointillé) 9b disposé au niveau de la seconde surface 3b. Il est à noter que, lorsque la commande électrique est arrêtée, le doigt fluidique présente une forme instable. Une instabilité capillaire se développe alors rapidement et provoque la rupture du doigt en une ou plusieurs goutte(s), ce qui permet d'abaisser l'énergie de surface du liquide. Ainsi, chaque doigt fluidique formé sur la première surface 3a et/ou la seconde surface 3b se rompt par capillarité sous l'effet d'une désactivation électrique, en générant une(des) goutte(s) respective(s) dans la(les) zone(s) de croisement 7. Par ailleurs, les première et seconde pistes 5a, 5b sont configurées pour que la distance de séparation 30 H entre les première et seconde surfaces 3a, 3b soit d'une part, supérieure à l'épaisseur fluidique formée SP50357 SY 19 par chaque doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque goutte. Ainsi, lorsqu'une seule des pistes 5a, 5b est configurée pour former un doigt fluidique, la distance 5 de séparation H est telle que le doigt fluidique ne touche pas l'autre piste tandis qu'au moins une des gouttes générées par ce doigt touche cette autre piste. Par ailleurs, lorsque les première et seconde pistes 5a, 5b sont configurées pour former des premier 10 et second doigts fluidiques respectivement, la distance de séparation H est telle que les doigts fluidiques ne se touchent pas tandis qu'au moins une des gouttes générées par le premier doigt touche une autre goutte parmi les gouttes générées par le second doigt. 15 Sur la Fig. 2 est représenté un dispositif microfluidique de manipulation d'une goutte selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de manipulation 101 comprend un 20 substrat supérieur lla formant capot et un substrat inférieur 11b, disposés en regard l'un de l'autre. Les termes « inférieur » et « supérieur » sont ici à comprendre en termes d'orientation suivant la direction Z du repère orthonormé (X,Y,Z). 25 Le capot lla présente une face inférieure formée d'une couche diélectrique 13a. La surface libre de la couche diélectrique 13a correspond à la première surface 3a. Le substrat inférieur llb présente une face 30 supérieure formée d'une couche diélectrique 13b. La SP50357 SY 20 surface libre de la couche diélectrique 13b correspond à la seconde surface 3b. Le matériau du substrat inférieur llb ou supérieur lla peut être choisi parmi les matériaux suivants : le verre, pyrex ou un matériau organique tel que le polycarbonate ou le PEEK, le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le diamant, le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium, le nickel, le tungstène, voire le platine. Le substrat supérieur 10 lla est avantageusement réalisé en un matériau transparent. L'épaisseur du substrat supérieur lla ou inférieur llb peut être comprise entre quelques dizaines de microns et quelques millimètres. Le dispositif 101 comporte des murs 15 de 15 séparation de hauteur H pour assurer une distance de séparation H régulière et précise entre les première et seconde surfaces 3a, 3b des deux substrats lla et 11b. Le matériau des murs 15 de séparation peut être, par exemple, du polymère, de la résine, des films sec, ou 20 du silicium. Le substrat supérieur lla comporte un premier réservoir 9a formé par exemple, par un premier orifice 9a traversant et débouchant au niveau de la première surface 3a. Le premier orifice 9a peut être rempli d'un 25 premier liquide d'intérêt 119a. Le substrat inférieur llb comporte un second orifice 9b traversant et débouchant au niveau de la seconde surface 3b. L'orifice 9b peut être rempli d'un second liquide d'intérêt 119b, formant ainsi un second 30 réservoir 9b de liquide d'intérêt 119b.

SP50357 SY 21 Le liquide présente une quelconque conductivité électrique. Avantageusement pour l'actionnement du liquide par LDEP et la mise en place du signal électrique non uniforme cette conductivité est inférieure à 100 mS.m-1, voire inférieure à 1 mS.m=1. Le dispositif de manipulation 101 comprend des moyens électriques de formation des doigts fluidiques par diélectrophorèse liquide. Plus particulièrement, les substrats inférieur et supérieur 11a, llb comprennent respectivement des première et seconde pistes 5a, 5b électriques de déplacement pour former des doigts fluidiques par diélectrophorèse liquide sur respectivement les première et seconde surfaces 3a, 3b. La direction de la première piste 5a est représentée, à titre d'exemple, parallèle avec celle de la seconde piste 5b formant ainsi une pluralité de zones de croisement 7. On notera que les moyens électriques sont similaires à ceux présentés dans l'article de Ahmed et Jones intitulé « Optimized liquid DEP droplet dispensing », J. Micromech. Microeng., 17 (2007), 10521058. Ainsi, comme le montre la Fig. 3A, la première piste 5a électrique de déplacement comporte une paire de premières électrodes 51a, 52a de déplacement disposées au niveau de la première surface 3a. Les premières électrodes 51a et 52a sont parallèles entre elles, coplanaires et sensiblement rectilignes. De même, comme le montre la figure 3C, la seconde 30 piste 5b électrique de déplacement comporte une paire de secondes électrodes 51b, 52b de déplacement SP50357 SY 22 disposées au niveau de la seconde surface 3b. Les secondes électrodes 51b et 52b sont parallèles entre elles, coplanaires et sensiblement rectilignes. Les premières et secondes électrodes de 5 déplacement (51a, 52a 51b, 52b) sont des empreintes réalisées en un matériau métallique, par exemple, en or ou en aluminium. La première couche diélectrique 13a qui forme la première surface 3a ou la seconde couche diélectrique 10 13b qui forme la seconde surface 3b peut être, par exemple, un oxyde Si02, du nitrure (SiN, Si3N4) , des résines, des films sec, du SiOC, des polymères hydrophobes type Teflon (marque déposée - tétrafluoroéthylène) ou autres fluoropolymères, un polymère 15 de poly-p-xylylène (parylène) un oxyde High-k déposé par procédé dit ALD (Hf02, A1203, ZrO2, SrTiO3, BaTiO3, Bau'oSrxTiO3 (BST)_), et présenter une épaisseur comprise entre quelques nm (par exemple 10 nm ou 25 nm) et quelques microns (par exemple 5 }gym). Elle permet 20 d'éviter l'électrolyse du liquide si celui-ci était en contact direct avec les électrodes de déplacement (51a, 52a 51b, 52b). Au regard de l'espace de séparation H, les dimensions des premières et secondes électrodes 51b, 25 52b (i.e. longueur et largeur de chaque électrode, et écart entre chaque paire d'électrodes) sont choisies de sorte que d'une part, la somme d'une épaisseur maximale d'un premier doigt à former sur la première surface 3a et d'une épaisseur maximale d'un second doigt à former 30 sur la seconde 3b surface soit inférieure à la distance de séparation H et, d'autre part, la somme d'un rayon SP50357 SY 23 d'une première goutte à former sur la première surface 3a et d'un rayon d'une seconde goutte à former sur la seconde surface soit supérieur à la distance de séparation H.

Ainsi, un premier doigt fluidique 19a formé sur la première surface 3a ne rentre pas en contact avec un second doigt fluidique 19b formé sur la seconde surface 3b (voir Figs. 6B et 6C). En revanche, lorsqu'une première goutte sur la première surface 3a et une seconde goutte sur la seconde surface 3b se forment dans une même zone de croisement (i.e. de même coordonnées (x, y)), celles-ci rentre en contact (voir Figs. 5, 6D et 6E). Les premières électrodes de déplacement 51a, 52a sont connectées à un premier générateur de tension 21a (Fig. 3A) permettant d'appliquer une première différence de potentiel entre ces électrodes 51a, 52a. De même, les secondes électrodes de déplacement 51b, 52b sont connectées à un second générateur de tension 20 21b (Fig. 3C) permettant d'appliquer une seconde différence de potentiel entre ces électrodes 51b, 52b. Le premier générateur et le second générateur peuvent être confondus : on dispose alors d'un unique générateur, pouvant appliquer différents signaux à 25 chaque paire d'électrode. Dans ce dernier cas, les deux paires d'électrodes (51a-51b et 52a-52b) peuvent également être alimentées par le même signal. La première ou la seconde tension appliquée est une tension alternative dont la fréquence est comprise 30 entre, par exemple, quelques hertz (pour les liquides les moins conducteurs) et quelques mégahertz, par SP50357 SY 24 exemple entre 10 kHz et 10 MHz, et d'une tension préférentielle de quelques volts RMS à quelques centaines de volts RMS. Lorsque le liquide est très isolant, avec par exemple une conductivité inférieure à 10-9 S.m=1, la fréquence est de l'ordre du Hz. Ainsi, sous l'effet de l'activation électrique des premières électrodes 51a, 52a par le premier générateur 21a, un premier doigt fluidique 19a se forme sur la paire de premières électrodes 51a, 52a à partir du premier réservoir 9a de premier liquide d'intérêt 119a (Fig. 3A). De même, sous l'effet de l'activation électrique des secondes électrodes 51b, 52b par le second générateur 21b, un second doigt fluidique 19b se forme sur la paire des secondes électrodes 51b, 52b à partir du second réservoir 9b de second liquide d'intérêt 119b (Fig. 3C). Avantageusement, les activations électriques se font de façon simultanée sur les deux surfaces. Et encore plus avantageusement, la désactivation électrique se fait de façon simultanée sur les deux surfaces. Par ailleurs, comme le montre les Figs. 3B et 3D, sous l'effet de la désactivation électrique (circuits ouverts) des premières 51a, 52a et secondes 51b, 52b électrodes, les premier et second doigts fluidiques 19a, 19b se rompent par capillarité, en générant au moins une première goutte 23a et au moins une seconde goutte 23b respectives qui se mélangent dans au moins une zone de croisement 7 pour former au moins une goutte globale 25 (Fig. 2).

SP50357 SY 25 Avantageusement, comme le montre la Fig. 3E, la paire des premières électrodes de déplacement 51a, 52a (ou respectivement la paire des secondes électrodes de déplacement 51b, 52b) comporte une pluralité de 5 premières zones de formation de goutte (ou respectivement une pluralité de secondes zones de formation de goutte). Plus particulièrement, la Fig. 3E montre une paire des électrodes de déplacement 51, 52 10 (représentant des premières ou des secondes électrodes de déplacement) comportant une pluralité de zones de formation de goutte 53, de sorte qu'à la désactivation des électrodes 51, 52, le doigt fluidique se rompt en une pluralité de gouttes situées chacune sur une de ces 15 zones de formation de goutte 53. En effet, chaque électrode 51, 52 comporte une bordure intérieure 54, 55 et une bordure extérieure 56, 57. Les bordures intérieures 54, 55 sont disposées en regard l'une de l'autre. 20 Avantageusement, les zones de formation de goutte 53 sont formées de protubérances planes, ou bosses planes 531 et 532, qui s'étendent vers l'extérieur de chaque électrode de déplacement 51, 52. Les bosses 531 et 532 sont une partie des électrodes 51, 52 et sont 25 coplanaires avec celles-ci. Les bosses 531 et 532 sont ici disposées de manière symétrique l'une par rapport à l'autre et appartenant chacune à une électrode de déplacement 51, 52 différente. 30 Ainsi, les électrodes 51, 52 de déplacement comportent des parties rectilignes 58 et des zones de SP50357 SY 26 formation de goutte 53 reliées entre elles par lesdites parties rectilignes 58. Les bordures intérieures 54, 55 des électrodes 51, 52 de déplacement sont espacées l'une de l'autre d'une distance g. Les parties rectilignes 58 présentent une largeur notée w et par conséquent, la largeur (i.e. le rayon dans le plan (Y, Z)) du doigt fluidique est donnée par R=w+g/2. Chaque bosse 531 et 532 est un demi-disque de rayon Rbosse dans le plan (X, Y) et dont le centre est situé dans la continuité de la bordure extérieure 56, 57 des parties rectilignes 58. Comme il est détaillé plus loin, le rayon Rbosse d'une bosse est de l'ordre du rayon R du doigt fluidique. On suppose que la section du doigt fluidique dans le plan vertical (Y, Z) est semi-circulaire, et que sa surface est invariable le long des électrodes. Lorsque la largeur w des électrodes est du même ordre de grandeur que leur espacement g, le doigt fluidique en tout point du trajet recouvre une zone inscrite entre les deux extrémités latérales des électrodes. On note 2R la distance séparant ces deux extrémités rectilignes (i.e. les bordures extérieures 56, 57 des parties rectilignes 58 des électrodes de déplacement 51, 52). De préférence, les zones de formation de goutte 53 sont disposées à égale distance les unes des autres, de préférence entre 8R et 10R, et de préférence à la distance 9,016R. Comme il est détaillé plus loin, la distance d'espacement entre les zones de formation de goutte 53 30 est sensiblement égale à la longueur d'onde la plus SP50357 SY 27 instable Xmax du doigt fluidique qui s'étend le long des électrodes de déplacement 51, 52. Avantageusement encore, la paire de premières électrodes 51a, 52a comporte une pluralité de premières zones de formation de goutte 53 et la paire de secondes électrodes 51b, 52b comporte une pluralité de secondes zones de formation de goutte 53 (voir Fig. 5). A la désactivation des premières électrodes 51a, 52a, le premier doigt fluidique 19a se rompt en une 10 pluralité de premières gouttes 23a situées chacune sur une de ces premières zones de formation de goutte 53. De même, à la désactivation des secondes électrodes 51b, 52b, le second doigt fluidique 19b se rompt en une pluralité de secondes gouttes 23b situées 15 chacune sur une de ces secondes zones de formation de goutte 53. Les secondes zones de formation de goutte 53 sont disposées chacune en vis-à-vis d'une première zone de formation de goutte 53 distincte formant ainsi une 20 pluralité de zones de croisement 7 de sorte qu'à la désactivation des première 51a, 52a et secondes 51b, 52b électrodes, chaque seconde goutte 23b vient au contact de la première goutte 23a correspondante pour former une goutte globale 25 dans la zone de croisement 25 7 correspondante. Ceci permet de former des mélanges entièrement reproductibles entre les gouttes de la première surface 3a et celles de la seconde surface 3b. Par reproductible, on entend que le volume du mélange et sa localisation sont maîtrisés. 30 SP50357 SY 28 Le fonctionnement du dispositif de manipulation 101 selon par exemple la configuration de la Fig. 3E (i.e. avec des électrodes de déplacement comportant une pluralité de zones de formation de goutte) est le suivant, en référence aux Figs. 4A à 4C. Selon une première étape (Fig. 4A), on met le premier liquide d'intérêt 119a au contact de la première surface 3a, à partir du premier réservoir 9a. De même, on met le second liquide d'intérêt 119b au contact de la seconde surface 3b, à partir du second réservoir 9b. On génère (Fig. 4B) un premier champ électrique oscillant et non uniforme, sous l'effet d'une première commande électrique, en appliquant une tension adaptée aux deux premières électrodes de déplacement 51a, 52a. Le premier doigt fluidique 19a s'étend le long des deux premières électrodes de déplacement 51a, 52a. Le premier doigt fluidique 19a recouvre sensiblement les premières électrodes de déplacement 20 51a, 52a sur toute leur longueur, et présente une largeur de contact (dans le plan (X,Y)) sensiblement égale à la distance 2R définie précédemment et correspondant à la distance séparant les bordures extérieures des premières électrodes 51a, 52a, dans 25 leur partie rectiligne. De même, on génère (Fig. 4B) un second champ électrique oscillant et non uniforme, sous l'effet d'une commande électrique, en appliquant une tension adaptée aux deux secondes électrodes de déplacement 30 51b, 52b.

SP50357 SY 29 Le second doigt fluidique 19b s'étend le long des deux secondes électrodes de déplacement 51b, 52b recouvrant sensiblement les secondes électrodes sur toute leur longueur.

Ensuite, à l'arrêt de la première commande électrique (figure 4C), le premier doigt fluidique 19a se rompt par capillarité en une pluralité de premières gouttes situées chacune sur une première zone de formation de goutte.

De même, à l'arrêt de la seconde commande électrique (figure 4C), le second doigt fluidique 19b se rompt par capillarité en une pluralité de secondes gouttes situées chacune sur une seconde zone de formation de goutte.

En effet, le doigt fluidique 19a, 19b, en l'absence de force électrostatique, est naturellement instable. Le doigt se rompt sous l'effet d'une instabilité hydrodynamique de type Rayleigh-Plateau. Ce fractionnement du doigt en une pluralité de gouttes permet en effet de diminuer l'énergie de surface du liquide. L'instabilité est une compétition capillarité/inertie et la longueur d'onde la plus instable est telle que ki..1?=1/,/, où kniax est le nombre d'onde. La longueur d'onde la plus instable s'écrit donc Xmax=9, 016R, R étant le rayon du doigt fluidique. Aussi, les zones de formation de goutte (53a, 53b) sont espacées les unes des autres d'une distance sensiblement égale à Xraa.. Ces zones de formation de 30 goutte permettent de déformer l'interface du doigt SP50357 SY 30 fluidique 19a, 19b à la longueur d'onde Xmax, et ainsi de "présélectionner" la longueur d'onde voulue. Ainsi, les gouttes se forment simultanément et sont localisées chacune dans une zone de formation de goutte 53a, 53b. Chaque goutte présente un volume calibré. Le volume dépend de la largeur 2R du doigt fluidique 19a, 19b, de la distance Xraax entre les zones de formation de goutte 53a, 53b et du rayon Rbosse des excroissances, ou bosses 531, 532, à travers l'équation suivante : 23 r (R s 2 '+R)3 ,--z--,' 1 R A + -27R bosse3 3 On substitue Xraax en fonction de R dans l'équation ci-dessus pour aboutir à une relation exprimant Rbosse en fonction de R de la manière suivante : Rbosse- 0.96xR-R La distance d'espacement H entre la première surface 3a et la seconde surface 3b, ainsi que les dimensions latérales g et w et éventuellement Rbosse des électrodes de déplacement 51, 52 sont adaptées de sorte que l'épaisseur maximale des premier et second doigts soit inférieure à la distance H et que la somme des rayons des première et seconde gouttes présente une épaisseur supérieure à cette distance H. Autrement dit, supposons que les rayons (dans le 25 plan (Y,Z)) des premier et second doigts fluidiques 19a, 19b sont respectivement RA et RB, alors les rayons des premières et secondes gouttes 23a, 23b est de l'ordre de 2RA et 2RB respectivement. Dans ce cas (Fig. 5), la hauteur H séparant les première et seconde 30 surfaces vérifie l'inégalité suivante : SP50357 SY 31 RA+RB < H < 2RA+2RB. En effet, la Fig. 5 est une vue schématique en perspective de la zone de croisement du dispositif de la Fig. 2.

Les exemples numériques donnés dans le tableau associé à la Fig. 5 montre que pour une distance de séparation H de l'ordre de 50pm, les premières électrodes 51a, 52a peuvent présenter une largeur wA de l'ordre de 8pm à 16pm et être espacées l'une de l'autre d'une distance gA de l'ordre de 4pm à 8pm, et que les secondes électrodes 51b, 52b peuvent présenter une largeur wB de l'ordre de 16pm à 20pm et être espacées l'une de l'autre d'une distance gB de l'ordre de 8pm à 10pm.

Alors, le rayon RA du premier doigt fluidique est de l'ordre de lOpm à 20pm (RA=wA+gA/2), la distance k -A,max entre les premières zones de formation de goutte est de l'ordre de 90pm à 180pm, le rayon RA,bosse du demi-disque est de l'ordre de 9,6pm à 19,2pm, le rayon RA,goutte (i.e.

RA,total) de la première goutte 23a est de l'ordre de 19,6pm à 39,2pm, et le volume VA de la première goutte est de l'ordre de 16 pL à 126 pL. En outre, le rayon RB du second doigt fluidique est de l'ordre de 20pm à 30pm, la distance k -B,max entre 25 les secondes zones de formation de goutte est de l'ordre de 180pm à 270pm, le rayon RA,bosse du demi-disque est de l'ordre de 19,2pm à 28,8pm, le rayon RA,goutte (i - e - RB, total ) de la seconde goutte est de l'ordre de 39,2pm à 58,8pm, le volume VB de la seconde 30 goutte 23b est de l'ordre de 126 pL à 426 pL, et le SP50357 SY 32 volume Vc de la goutte globale est de l'ordre de 252 pL à 442 pL. Ainsi, les premières et secondes gouttes 23a, 23b présentent une épaisseur suffisante pour que les premières gouttes 23a de la première surface 3a viennent au contact des secondes gouttes 23b correspondantes de la seconde surface 3b formant ainsi des gouttes globales 25 correspondantes. Le procédé selon l'invention permet de former des gouttes rapidement et de les manipuler avec précision pour réaliser des interactions entre différentes solutions d'intérêt. Il est à noter que la formation d'un doigt fluidique 19a, 19b est en effet très rapide, avec une vitesse de déplacement du liquide de l'ordre de 1 à 10cm/s ; il suffit de 50 à 500 ms seulement pour former un doigt fluidique de 5mm. De plus, les gouttes sont formées encore plus rapidement, dans la mesure où le temps caractéristique d'une instabilité capillarité/inertie est VpRVo-, soit moins que 0,Olms pour une densité de liquide p=1000kg/m3, une demi- largeur R de doigt de l'ordre de quelques dizaines de micromètre et une tension de surface liquide/air a=0,072Nm.

On notera que les zones de formation de goutte 53 peuvent être réalisées sur seulement une des première et seconde surfaces 3a, 3b. Ainsi, on forme des gouttes aux endroits souhaités (c'est-à-dire au niveau des électrodes dotées d'excroissances) et le liquide peut- SP50357 SY 33 être de nouveau déplacé grâce aux électrodes en vis-à-vis ne possédant pas d'excroissance. A titre d'exemple (non représenté), la paire de premières électrodes de déplacement 51a, 52a peut comporter une pluralité de premières zones de formation de goutte 53a, tandis que la paire de secondes électrodes 51b, 52b n'en possède pas. Ainsi, après la désactivation des premières électrodes 51a, 52a, le premier doigt fluidique 19a se rompt en une pluralité de premières gouttes 23a situées chacune sur une de ces premières zones de formation de goutte 53a. Ensuite, la paire de secondes électrodes 51b, 52b peut être activée pour déplacer au moins une seconde goutte 23b le long de ces secondes électrodes, pour venir au contact d'une première goutte 23a correspondante située dans une première zone de formation de goutte 53 afin de former une goutte globale 25. En outre, la paire de secondes électrodes 51b, 52b peut être activée pour ensuite déplacer la goutte globale 25 ainsi formée le long des secondes électrodes. Ceci permet par exemple d'utiliser des solvants jouant le rôle d'extracteur sur la première surface du substrat supérieur tandis que des liquides ioniques sont déplacés sur la seconde surface du substrat inférieur pour réaliser une extraction liquide-liquide. Les Figs. 6A-6E illustrent de manière schématique un dispositif microfluidique de manipulation des 30 gouttes, selon une configuration particulière du premier mode de réalisation préféré de l'invention.

SP50357 SY 34 La première surface 3a comporte un premier réseau de m paires de premières électrodes 51a, 52a comprenant chacune une suite de n premières zones de formation de goutte 53a formant ainsi un premier ensemble de nm 5 premières zones de formation de goutte 53a. Le dispositif 102 comporte également un ensemble de m premiers réservoirs 9a de m premiers liquides d'intérêts 119a disposés de manière à pouvoir mettre en contact de manière respective les m premiers liquides 10 d'intérêt 119a avec les m paires de premières électrodes 51a, 52a. La seconde surface 3b comporte un second réseau de n paires de secondes électrodes 51b, 52b comprenant chacune une suite de m secondes zones de formation de 15 goutte 53b formant ainsi un second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte 53b. En outre, le dispositif comporte un ensemble de n seconds réservoirs 9b de n seconds liquides d'intérêts 119b disposés de manière à pouvoir mettre en contact de manière 20 respective les n seconds liquides d'intérêt 119b avec les n paires de secondes électrodes 51b, 52b. Les nm premières zones de formation de goutte 53a sont disposées de manière à croiser les nm secondes zones de formation de goutte 53b pour former un 25 ensemble de nm zones de croisement 7. Plus particulièrement, la vue de dessus du dispositif 102 illustré sur la Fig. 6A montre trois (m=3) paires de premières électrodes 51a, 52a comprenant chacune trois (n=3) premières zones de 30 formation de goutte 53a ainsi que trois (n=3) paires de secondes électrodes 51b, 52b comprenant chacune trois SP50357 SY 35 (m=3) secondes zones de formation de goutte 53b. Les premières électrodes 51a, 52a de la première surface 3a peuvent former par rapport aux électrodes 51b, 52b de la seconde surface 3b un angle 0 quelconque du moment que la distance de séparation H est bien dimensionnée par rapport aux largeurs WA, wB et écarts gA, gB des paires d'électrodes afin que l'inégalité (RA+RB)<H<(2RA+2RB) soit satisfaite. A l'état initial, les gouttes mères des premiers liquides d'intérêt 119a se trouvent dans les m premiers réservoirs 9a au début des pistes des m paires de premières électrodes 51a, 52a. De même, les gouttes mères des n seconds liquides d'intérêt 119b se trouvent dans les n seconds réservoirs 17b au début des pistes des n paires de secondes électrodes 51b, 52b. La Fig. 6B (vue de dessus) et la Fig. 6C (vue en coupe) montrent que lorsqu'un signal oscillant avec une fréquence et une tension adéquate est envoyé par une source de tension alternative 21a, 21b sur les premières 51a, 52a et secondes 51b, 52b électrodes, des premiers et seconds doigts fluidiques 19a, 19b se mettent en mouvement le long des électrodes sans qu'ils n'entrent en contact. Au bout d'un certain temps très rapide (de l'ordre de quelques dizaines de milliseconde), les doigts fluidiques 19a, 19b atteignent les bouts des électrodes. Le profil des doigts est un semi-disque et a pour rayon RA pour les premiers doigts et RB pour les seconds doigts. La Fig. 6D (vue de dessus) et la Fig. 6E (vue en 30 coupe) montrent que dès que l'on ouvre le circuit électrique et que les électrodes (51a, 52a, 51b, 52b) SP50357 SY 36 ne sont plus alimentées, le liquide agit en sorte de retrouver un état d'énergie minimal en se rétractant en direction des excroissances (zones de formation de goutte). Ainsi, nm premières gouttes 23a de rayon d'environ 2RA se forment sur les nm premières zones de formation de goutte 53a et nm secondes gouttes 23b de rayon d'environ 2RB se forment sur les nm secondes zones de formation de goutte 53b. Ainsi, chacune des nm premières gouttes 23a issues de la première surface 3a interagisse avec la goutte 23b correspondante des nm secondes gouttes issues de la seconde surface 3b pour former un ensemble de nm gouttes globales 25 dans les nm zones de croisement 7.

Ceci permet de réaliser des mélanges de composants biologiques (par exemple, brins d'ADN) ou chimiques en très grand nombre, de manière simultanée, et en un temps très rapide. On peut aussi utiliser des solvants jouant le rôle d'extracteur sur la première surface du substrat supérieur tandis que des liquides ioniques sont déplacés sur la seconde surface du substrat inférieur. Le dispositif peut aussi être utilisé pour former un réseau de piliers solides à géométrie reconfigurable. Dans ce cas, les liquides déplacés sont par exemple, des cires ou paraffines qui ont des propriétés de fusions et de solidification intéressantes.

Avantageusement, le dispositif de manipulation SP50357 SY 37 comporte des moyens de détection d'un composant d'une goutte formée au niveau d'au moins une zone de croisement. Ces moyens de détection peuvent être des moyens optiques, électromécaniques, chimiques ou autres. Les Figs. 7A et 7B illustrent de manière schématique un dispositif de manipulation selon une configuration des Figs. 6A-6E, et comportant des moyens de détection optiques.

Ce dispositif 103 est une puce microfluidique comportant un substrat supérieur lla réalisé en un matériau transparent et couplé à des moyens de détection optiques 61, 63. Ces moyens comprennent une source de lumière 61 éclairant la(les) goutte(s) globale(s) 25 à travers le substrat transparent lla et un capteur, ou moyens de réception 63 de lumière pour recevoir la lumière diffusée par ce(ces) goutte(s) 25. Ainsi, la lumière diffusée par une goutte permet d'analyser l'interaction qui se produit à l'intérieur de cette goutte. Cet exemple illustre la réalisation d'une carte de réponse de fluorescence sur n2 réactions chimiques/biologiques (ici n=4) à partir de 2n échantillons de manière automatisée et simultanée.

En effet, à partir de deux solutions biologiques ou chimiques A et B comprenant respectivement des éléments chimiques ou biologiques a et R, on prépare no, échantillons (CA1, CA2, CA3, CA4) de la solution A dans les premiers réservoirs 9a, et np échantillons (Cm, C32, C33, C34) de la solution B dans les seconds réservoirs SP50357 SY 38 9b, avec des propriétés différentes pour chaque échantillon (par exemple, en concentrations du produit). Avec le dispositif de manipulation 103, on forme de manière simultanée et automatisée no,.np gouttes globales 25 différentes les unes des autres à partir de l'interaction entre des no, première gouttes et des np secondes gouttes correspondantes. Avec les moyens d'émission 61, on envoie une excitation lumineuse qui sera diffusée par les différentes gouttes globales 25. La lumière diffusée et captée par les moyens de réception 63 permet de déterminer avec précision les réponses en fluorescence des interactions ou réactions entre les éléments a et 13 (Fig. 7B). Selon une variante, les moyens de détection sont des moyens électromécaniques. Dans ce cas, le dispositif de manipulation comprend au moins un détecteur sur au moins l'un des substrats supérieur et inférieur. Le détecteur peut être un oscillateur électromécanique plan disposé au niveau d'une zone de croisement et dont une face forme une surface de détection appartenant à l'une ou l'autre des première et seconde surfaces.

En effet, les Figs. 8A et 8B illustrent de manière schématique des moyens de détection électromécaniques intégrés dans un dispositif de manipulation selon une variante du premier mode de réalisation. Plus particulièrement, la Fig. 8A est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif et SP50357 SY 39 la Fig. 8B est une vue schématique en perspective d'une partie du substrat inférieur du dispositif de la Fig. 8A. Le substrat supérieur lla du dispositif 104 est 5 similaire à celui qui a été décrit précédemment. Avantageusement, le substrat supérieur lla comporte une couche hydrophobe 14a formée sur la couche diélectrique 13a. La couche hydrophobe 14a qui forme alors la première surface 3a peut être du SiOC, du PTFE 10 (polytétrafluoroéthylène), voire du parylène, et présenter une épaisseur de quelques nanomètres à quelques microns. Avantageusement, la couche diélectrique 13a et la couche hydrophobe 14a peuvent être une seule couche 15 d'un même matériau, qui peut être, par exemple, du téflon, du parylène, du SiOC. Le substrat inférieur 111b comporte une pluralité d'oscillateurs électromécaniques 71 maintenus dans le substrat 111b par des moyens de support 73 (Fig. 8B). 20 La face supérieure (c'est-à-dire, la seconde surface 113b) du substrat inférieur 111b comporte alors des surfaces de détection 114b formées par les faces des oscillateurs 71. Les oscillateurs 71 peuvent être similaires ou 25 identiques à ceux décrits dans la demande internationale W02009/141515, déposée au nom de la demanderesse, décrivant un dispositif de détection gravimétrique de particules en milieu fluide. Chaque oscillateur 71 est ici une plaque carrée 30 disposée au-dessus d'une cavité 75 lui permettant de vibrer dans son plan et hors plan. Cependant, il peut SP50357 SY 40 présenter d'autres formes, par exemple un disque, un anneau, ou un polygone. Chaque plaque 71 est montée sur le substrat inférieur 111b par des moyens de support 73, des sommets de contact (Fig. 8B) ou éventuellement des poutres (non représentées), répartis aux quatre sommets de l'oscillateur 71 et orientés suivant les diagonales de celui-ci. La plaque 71 carrée présente une largeur comprise entre 5 et quelques centaines de microns. Son épaisseur est typiquement inférieure ou égale au dixième de sa largeur. La plaque 71 carrée peut être réalisée dans un matériau choisi parmi le silicium monocristallin, le silicium polycristallin, le diamant, le nitrure de silicium, l'oxyde de silicium, le nickel, le tungstène, voire le platine ou tout autre matériau utilisé dans le domaine des microsystèmes ou nanosystèmes électromécaniques (MEMS, NEMS). La paire de secondes électrodes de déplacement 51b, 52b s'étend sur la seconde surface 113b à partir d'un second réservoir (non représenté), se prolonge sur la plaque carrée 71 de l'oscillateur formant surface de détection 114b, par l'intermédiaire des moyens de support 73. La paire de secondes électrodes 51b, 52b forme une seconde zone de formation de goutte 153b au niveau de la surface de détection 113b. En outre, la plaque carrée 71 est disposée dans une zone de croisement 7 directement en regard d'une première zone de formation de goutte 53a des premières électrodes de déplacement.

SP50357 SY 41 Chaque oscillateur 71 est adapté pour être mis en vibration, de préférence à sa fréquence de résonance, par couplage capacitif avec des électrodes 81, 82 d'actionnement disposées en regard de la bordure de l'oscillateur 71. Il est à noter que l'oscillateur 71 peut vibrer, de préférence dans son plan, selon un mode de vibration prédéterminé choisi parmi le mode de Lamé, le mode d'extension volumique ou le mode dit « du verre à vin » (Wine Glass) ou tout autre mode de contour. La détection gravimétrique est réalisée par couplage capacitif entre l'oscillateur 71 et deux électrodes de mesure 84, 85 disposées en regard de la bordure de l'oscillateur 71.

A partir du courant électrique mesuré, on en déduit l'écart de fréquence entre la fréquence de vibration effective et la fréquence initiale imposée. Le mode de formation des premier et second doigts fluidiques est identique à ce qui a été décrit précédemment. En particulier, le second doigt fluidique est formé par diélectrophorèse liquide et s'étend sur le substrat inférieur 111b et les oscillateurs 71 via les moyens de support 73 correspondants. Les secondes zones de formation de goutte 153b sont disposées sur chaque surface de détection 114b. Ainsi, à l'arrêt de la commande électrique, le second doigt fluidique se rompt par capillarité en une pluralité de secondes gouttes, chacune étant disposée sur une seconde zone de formation de goutte 153b, et ainsi sur une surface de détection 114b de l'oscillateur 71 correspondant.

SP50357 SY 42 Chacune des secondes gouttes 23b formées sur les surfaces de détection 114b interagit avec la goutte correspondante des premières gouttes 23a issues de la première surface pour former un ensemble de gouttes globales sur les différentes surfaces de détection 114b. La détection gravimétrique permet ensuite d'analyser les interactions se produisant à l'intérieur de ces gouttes. Il est à noter que la surface de détection 114b de l'oscillateur 71 peut avantageusement présenter une zone hydrophile destinée à être recouverte par la goutte. En variante, le dispositif de manipulation peut 15 comporter des moyens de détection électrophysiologiques (non représentés). En effet, les oscillateurs 71 dans le substrat inférieur llb peuvent être remplacés par des capteurs électrophysiologiques. Ces capteurs enregistrent des 20 courants ioniques transitant à travers des membranes cellulaires formant des surfaces de détection. Le substrat inférieur présente, au niveau de la surface de détection, une ouverture faisant office de chambre fluidique, dont une des parois est la face 25 inférieure de la membrane. On dispose également des moyens de mesure de la différence de potentiel entre deux points de mesure disposés de part et d'autre de la membrane permettant de mesurer des courants ioniques des espèces transitant SP50357 SY 43 à travers la membrane entre la goutte formée sur la membrane et la chambre fluidique. Sur la Fig. 9 est représenté un dispositif 5 microfluidique de manipulation 201 d'une goutte selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de manipulation 201 comprend un substrat inférieur 211b et un substrat supérieur lla formant capot, disposés en regard l'un de l'autre. 10 Le substrat supérieur lla est identique à ce qui a été décrit précédemment et comporte ainsi au moins un réservoir 9a de liquide d'intérêt et au moins une première piste 5a électrique de déplacement disposée au niveau de la première surface 3a. Avantageusement, le 15 substrat supérieur lla comporte en outre une couche hydrophobe 14a formée sur la couche diélectrique 13a. Chaque première piste 5a électrique de déplacement comporte une paire de premières électrodes 51a, 52a sensiblement parallèles et coplanaires 20 disposées au niveau de la première surface 3a pour la formation par diélectrophorèse liquide sous l'effet de l'activation électrique, d'un doigt fluidique à partir du réservoir 9a de liquide d'intérêt correspondant. Le doigt fluidique se rompt par capillarité sous l'effet 25 de la désactivation, en générant au moins une goutte 23a. Le substrat inférieur 211b comporte au moins une seconde piste 5b électrique de déplacement disposée au niveau de la seconde surface. Les première et seconde 30 pistes électriques de déplacement définissent entre elles au moins une zone de croisement 7.

SP50357 SY 44 Chaque seconde piste 5b électrique de déplacement comporte des secondes électrodes 251b, 252b pour le déplacement d'au moins une goutte 23a formée par le substrat supérieur lla dans une zone de croisement 7.

A titre d'exemple, les secondes électrodes 251b, 252b peuvent être des électrodes carrées configurées pour déplacer la(les) goutte(s) par EWOD sous l'effet d'une activation électrique adéquate des secondes électrodes 251b, 252b et d'une mise à la masse de la paire de premières électrodes 51a, 52a sachant que la(les) gouttes présente(nt) une épaisseur suffisante pour être en contact avec les premières et secondes électrodes. En effet, la distance d'espacement H entre la première surface 3a et la seconde surface 3b, ainsi que les dimensions des premières électrodes de déplacement sont adaptées de sorte que l'épaisseur maximale du doigt fluidique soit inférieure à la distance H et que la goutte présente une épaisseur supérieure à cette distance H. Autrement dit, supposons que le rayon d'un doigt fluidique est R, alors le rayon d'une goutte est de l'ordre de 2R. Dans ce cas, la hauteur H séparant les première et seconde surfaces vérifie l'inégalité suivante : R < H < 2R. A titre d'exemple, pour une distance de séparation de l'ordre de 50pm, les premières électrodes 51a, 52a peuvent présenter une largeur w de l'ordre de 20pm et être espacées l'une de l'autre d'une distance g de l'ordre de 20pm. Le rayon R du doigt fluidique sera SP50357 SY 45 ainsi de l'ordre de R=w+g/2=30pm et le rayon d'une goutte sera de l'ordre de 60pm. On notera que selon ce deuxième mode de réalisation, les gouttes sont formées par le substrat 5 supérieur lla et ainsi le substrat inférieur 111b ne comporte pas de réservoir de liquide d'intérêt. Le deuxième mode de réalisation selon l'invention permet de transférer des gouttes de liquide de la première surface 3a vers la seconde surface 113b et de 10 manipuler ou déplacer ensuite ce liquide grâce aux électrodes de déplacement disposées au niveau de la seconde surface. Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de détection optiques, électromécaniques, 15 électrophysiologiques, ou autres, réalisés comme décrit en référence au premier mode de réalisation. En particulier, pour les moyens de détection électromécaniques, les secondes électrodes peuvent être configurées pour par exemple, amener les gouttes sur 20 les surfaces de détection. En outre, la seconde surface peut être fonctionnalisé, et/ou présenter une température différente de la première surface, et/ou comporter des composants biologiques pour la réalisation de divers 25 protocoles biologiques ou chimiques. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 30

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif microfluidique de manipulation d'une goutte, caractérisé en ce qu'il comprend : - des première et seconde surfaces microfluidiques (3a, 3b) parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation (H), - au moins une première piste (5a) électrique de déplacement disposée au niveau de ladite première 10 surface (3a), - au moins une seconde piste (5b) électrique de déplacement disposée au niveau de ladite seconde surface (3b), lesdites première et seconde pistes définissant entre elles au moins une zone de croisement 15 (7) , - l'une au moins desdites première et seconde pistes (5a, 5b) étant configurée pour former par diélectrophorèse liquide, sous l'effet d'une activation électrique, un doigt fluidique (9a, 9b) respectif le 20 long de ladite piste à partir d'un réservoir correspondant de liquide d'intérêt (9a, 9b) disposé de manière à pouvoir mettre en contact ledit liquide avec la surface associée (3a, 3b), ledit doigt fluidique se rompant par capillarité sous l'effet d'une 25 désactivation électrique, en générant au moins une goutte (23a, 23b) respective à partir dudit doigt fluidique dans ladite au moins une zone de croisement (7) , - les première et seconde pistes (5a, 5b) étant 30 configurées pour que ladite distance de séparation (H) entre lesdites première et seconde surfaces (3a, 3b)SP50357 SY 47 soit d'une part, supérieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur fluidique formée par chaque goutte.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, ladite première piste (5a) électrique de déplacement comportant une paire de premières électrodes (51a, 52a) sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite première surface (3a) pour la formation sous l'effet de l'activation électrique, d'un premier doigt fluidique (9a) à partir d'un premier réservoir (9a) d'un premier liquide d'intérêt, ladite seconde piste (5b) électrique de déplacement comportant une paire de secondes électrodes (51b, 52b) sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite seconde surface (3b) pour la formation sous l'effet de l'activation électrique, d'un second doigt fluidique (19b) à partir d'un second réservoir (9b) d'un second liquide d'intérêt, lesdits premier et second doigts fluidiques (19a, 19b) se rompant par capillarité sous l'effet de la désactivation, en générant au moins une première goutte (23a) et au moins une seconde goutte (23b) respectives qui se mélangent dans ladite au moins une zone de croisement (7) pour former au moins une goutte globale (25).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, ladite paire de premières électrodes (51a, 52a) comportant une 30 pluralité de premières zones de formation de goutte (53), de sorte qu'à la désactivation de ladite paire deSP50357 SY 48 premières électrodes, le premier doigt fluidique (19a) se rompt en une pluralité de premières gouttes (23a) situées chacune sur une desdites premières zones de formation de goutte.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, ladite paire de secondes électrodes (51b, 52b) comportant une pluralité de secondes zones de formation de goutte (53) disposées chacune en vis-à-vis d'une première zone de formation de goutte distincte formant ainsi une pluralité de zones de croisement (7), de sorte qu'à la désactivation de ladite paire de secondes électrodes, le second doigt fluidique (19b) se rompt en une pluralité de secondes gouttes (23b) situées chacune sur une desdites secondes zones de formation de goutte, chaque seconde goutte venant au contact de la première goutte (23a) correspondante pour former une goutte globale (25) dans la zone de croisement correspondante.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, ladite première surface (3a) comportant un premier réseau de m paires de premières électrodes (51a, 52a) comprenant chacune une suite de n premières zones de formation de goutte formant ainsi un premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, ladite seconde surface (3b) comportant un second réseau de n paires de secondes électrodes (51b, 52b) comprenant chacune une suite de m secondes zones de formation de goutte formant ainsi un second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte, lesdites nm premières zones de formation de goutte croisant lesdites nm secondes zonesSP50357 SY 49 de formation de goutte pour former un ensemble de nm zones de croisement (7).
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite paire de secondes électrodes (51b, 52b) est configurée pour déplacer au moins une seconde goutte (23b) et/ou au moins une goutte globale (25) située le long de ladite paire de secondes électrodes.
7. 7. Dispositif selon la revendication 1, ladite première piste (5a) électrique de déplacement comportant une paire de premières électrodes (51a, 52a) sensiblement parallèles et coplanaires disposées au niveau de ladite première surface (3a) pour la formation par diélectrophorèse liquide sous l'effet de l'activation électrique, d'un doigt fluidique à partir d'un réservoir de liquide d'intérêt, ledit doigt fluidique se rompant par capillarité sous l'effet de la désactivation, en générant au moins une goutte, ladite seconde piste (5b) électrique de déplacement comportant des secondes électrodes (251b, 252b) pour le déplacement de ladite au moins une goutte sous l'effet d'une activation électrique desdites secondes électrodes.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection d'un composant d'une goutte formée au niveau de ladite au moins une zone de croisement.SP50357 SY 50
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection sont des moyens optiques comprenant une source de lumière (61) pour émettre une lumière sur ladite au moins une goutte et des moyens de réception (63) pour recevoir la lumière diffusée par ladite au moins une goutte.
10. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection sont des moyens électromécaniques comprenant au moins un oscillateur (71) plan dont une face forme une surface de détection (114b) appartenant à l'une ou l'autre desdites première et seconde surfaces.
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite surface de détection (114b) présente une zone hydrophile destinée à être recouverte par ladite au moins une goutte.
12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que chacune desdites paires de premières et secondes électrodes est recouverte d'une couche diélectrique (13a, 13b).
13. 13. Procédé de manipulation d'une goutte, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - mise en contact d'au moins un premier réservoir (9a) comprenant un premier liquide d'intérêt (119a) avec au moins une première piste (5a) électrique de déplacement correspondante disposée au niveau d'une première surface microfluidique (3a),SP50357 SY 51 - mise en contact d'au moins un second réservoir (9b) comprenant un second liquide d'intérêt (119b) avec au moins une seconde piste (5b) électrique de déplacement correspondante disposée au niveau d'une seconde surface microfluidique (3b), lesdites première et seconde surfaces étant parallèles et espacées l'une de l'autre d'une distance de séparation (H), lesdites au moins une première et au moins une seconde pistes de déplacement définissant entre elles au moins une zone de croisement (7), - activation de ladite au moins une première piste de déplacement, de façon à former le long de ladite première piste un premier doigt fluidique (19a) correspondant, - activation de ladite au moins une seconde piste de déplacement, de façon à former le long de ladite seconde piste un second doigt fluidique (19b) correspondant, - désactivation de ladite au moins une première 20 piste de déplacement, de sorte que le premier doigt fluidique correspondant se rompt par capillarité en générant au moins une première goutte (23a) située dans ladite au moins une zone de croisement, - désactivation de ladite au moins une seconde 25 piste de déplacement, de sorte que le second doigt fluidique se rompt par capillarité en générant au moins une seconde goutte (23b) située dans ladite au moins une zone de croisement, ladite distance de séparation entre lesdites première et seconde surfaces étant d'une 30 part, supérieure à la somme des épaisseurs desdits premier et second doigts fluidiques, et, d'autre part,SP50357 SY 52 inférieure à la somme des épaisseurs desdites première et seconde gouttes, de sorte que lesdites première et seconde gouttes se mélangent dans ladite au moins une zone de croisement pour former au moins une goutte globale (25).
14. 14. Procédé selon la revendication 13, comportant les étapes suivantes : - mise en contact d'un ensemble de m premiers réservoirs (9a) comprenant m premiers liquides d'intérêt avec un réseau de m premières pistes correspondantes comprenant chacune une suite de n premières zones de formation de goutte formant ainsi un premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, - mise en contact d'un ensemble de n seconds réservoirs (9b) comprenant n seconds liquides d'intérêt avec un réseau de n secondes pistes correspondantes comprenant chacune une suite de m secondes zones de formation de goutte formant ainsi un second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte, lesdites nm premières zones de formation de goutte croisant respectivement lesdites nm secondes zones de formation de goutte pour former un ensemble de nm zones de croisement (7) correspondantes, - activation dudit réseau de m premières pistes, de façon à former un réseau de m premiers doigts fluidiques correspondants, - activation dudit réseau de n secondes pistes, 30 de façon à former un réseau de n seconds doigts fluidiques correspondants,SP50357 SY 53 - désactivation dudit réseau de m premières pistes, de sorte que les m premiers doigts fluidiques correspondants se rompent par capillarité en générant un ensemble de nm premières gouttes dans ledit premier ensemble de nm premières zones de formation de goutte, - désactivation dudit réseau de n secondes pistes, de sorte que les n seconds doigts fluidiques correspondants se rompent par capillarité en générant un ensemble de nm secondes gouttes dans ledit second ensemble de nm secondes zones de formation de goutte, les nm premières gouttes se mélangeant avec les nm secondes gouttes correspondantes pour former un ensemble de nm gouttes globales dans les nm zones de croisement correspondantes.
15. 15. Procédé selon la revendication 14, lesdits m premiers réservoirs comprenant respectivement m premiers échantillons de propriétés différentes d'une première solution et lesdits n seconds réservoirs comprenant respectivement n seconds échantillons de propriétés différentes d'une seconde solution formant ainsi nm gouttes globales différentes.
16. 16. Procédé selon la revendication 15, comportant 25 une détection par des moyens optiques, électromécaniques, ou électrophysiologiques des différentes interactions entre lesdites première et seconde solutions. 30
17. 17. Procédé de manipulation d'une goutte, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :SP50357 SY 54 - mise en contact d'au moins un réservoir (9a) comprenant un liquide d'intérêt avec au moins une première piste (5a) électrique de déplacement correspondante disposée au niveau d'une première 5 surface microfluidique (3a), ladite première surface étant parallèle à une seconde surface microfluidique (3b) et espacée de celle-ci d'une distance de séparation (H), ladite seconde surface comprenant au moins une seconde piste (5b) électrique de déplacement 10 définissant au moins une zone de croisement (7) avec ladite au moins une première piste, - activation de ladite au moins une première piste de déplacement, de façon à former le long de ladite première piste un doigt fluidique (19a) 15 correspondant, - désactivation de ladite au moins une première piste de déplacement, de sorte que le doigt fluidique correspondant se rompt par capillarité en générant au moins une goutte (23a) située dans ladite au moins une 20 zone de croisement, ladite distance de séparation entre lesdites première et seconde surfaces étant d'une part, supérieure à l'épaisseur dudit doigt fluidique et, d'autre part, inférieure à l'épaisseur de ladite au moins une goutte, et 25 - activation de ladite au moins une seconde piste électrique de déplacement, de façon à déplacer ladite au moins une goutte.