FR2984183A1

FR2984183A1 - Systeme microfluidique 3d a zones emboitees, son procede de preparation et ses utilisations

Info

Publication number: FR2984183A1
Application number: FR1161722A
Authority: FR
Inventors: Thomas Berthelot; Herve Volland
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-21
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: FR2984183B1

Abstract

La présente invention concerne un système microfluidique 3D comprenant une pluralité de couches empilées les unes sur les autres, caractérisé en ce qu'au moins une desdites couches est constituée d'une 1 et d'au moins une 2 parties, distinctes l'une de l'autre, avec la 2 partie poreuse et mouillable par une solution d'intérêt s'emboîtant dans un évidement de la 1 partie non poreuse et/ou non mouillable par ladite solution d'intérêt ; son procédé de fabrication et ses différentes utilisations.

Description

SYSTÈME MICROFLUIDIQUE 3D À ZONES EMBOÎTÉES, SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET SES UTILISATIONS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine des dispositifs de diagnostic et notamment le domaine de tels dispositifs basés sur des systèmes micro fluidiques.

En effet, la présente invention concerne un système microfluidique 3D comprenant des zones hydrophiles et des zones hydrophobes emboîtées les unes dans les autres ainsi qu'un procédé de préparation d'un tel système. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les capteurs immunologiques sous forme de bandelettes (ou « dipsticks » en anglais) sont utilisés couramment pour la détection de nombreux paramètres biologiques mais également pour permettre la détection d'agents pathogènes (« 1D lateral-flow systems »). Ils sont basés sur le mouvement latéral de fluides à analyser à travers des bandes ou bandelettes de papier. Ces systèmes, bien que largement utilisés, présentent des limites quant à leurs capacités bioanalytiques et fluidiques. A partir de 2008, de nouveaux dispositifs de détection sont apparus et ont été désignés « dispositifs microfluidiques 3D » (pour « 3D microfluidic devices »). Le concept général de ces nouveaux dispositifs consiste à créer des canaux hydrophiles microfluidiques dans une matrice hydrophobe et d'empiler les couches successives à l'aide de scotch double face. En effet, en 2008, le groupe du Professeur G. Withesides (Université d'Harvard) a développé, sur le principe des capteurs immunologiques sous forme de bandelettes, des systèmes microfluidiques 3D à base de papier (et d'une manière plus générale à base d'une matrice fibreuse poreuse) et de SU-8 (résine photolithographique) [1-2]. Par la suite, des systèmes similaires mais présentant un mode de réalisation différent ont été développés par le groupe de W. Shen [3] ou par le groupe de B. Lin [4].

Ces systèmes sont notamment utilisables pour des analyses colorimétriques, quantitatives avec calibration intégrée. Ainsi, la demande internationale WO 2011/000047 [5] envisage l'utilisation d'un système microfluidique 3D à base de papier et comprenant plusieurs zones de test hydrophiles, dans laquelle l'échantillon à tester et des échantillons standards contenant une quantité connue de l'analyte à doser sont déposés sur différentes zones de test puis l'intensité colorimétrique de l'échantillon à tester est comparée à la gamme colorimétrique étalon obtenue à partir des échantillons standards. A noter que, dans les systèmes microfluidiques tels que décrits dans [1] et [5], toutes les zones de test sont uniformément constituées par le même matériau.

Jusqu'à présent, ces systèmes microfluidiques 3D reposent tous sur une structure sandwich réalisée par empilement de couches distinctes parmi lesquelles au moins une est un matériau fibreux poreux hydrophile rendu localement hydrophobe suite à un traitement donné. Ainsi, chaque couche est constituée d'un même matériau de base présentant localement des zones aux propriétés physicochimiques distinctes de par le (ou les) traitement(s) physicochimique(s) subi(s). Plus particulièrement, les technologies développées pour réaliser ces couches se présentant sous forme de matrices hydrophobe/hydrophile sont dérivées des techniques lithographiques classiques [12], des techniques « jet d'encre » par impression de molécules hydrophobes [3] ou des techniques d'impression de cire par une imprimante laser [4].

Leurs concepts reposent donc sur l'élaboration dans une couche poreuse d'un réseau hydrophile entouré d'une matrice devenue hydrophobe, dans toute son épaisseur, suite à la modification chimique par imprégnation de SU-8, de cire ou de molécules hydrophobes. En particulier, la demande internationale WO 2010/003188 propose un procédé de préparation d'un système microfluidique à partir d'un substrat hydrophile [6]. Ce procédé comprend les étapes consistant à (i) rendre hydrophobe la surface du substrat, (ii) déposer sur la surface rendue hydrophobe un masque ayant des zones d'ouverture permettant de définir la périphérie des canaux microfluidiques et (iii) appliquer, au niveau de la surface exposée via les zones d'ouverture, un traitement avec des irradiations de manière à rendre la surface hydrophile. Lors de l'étape (i), la surface est rendue hydrophobe par absorption ou adsorption d'une solution d'une substance hydrophobe telle que définie page 4, lignes 29 à 33 dans un solvant volatile. Le traitement avec des irradiations notamment envisagé est un traitement plasma ou un traitement corona.

Les techniques utilisées pour obtenir ces structures sont donc dépendantes de l'épaisseur du matériau poreux utilisé. Ces modes de réalisation sont notamment non applicables aux matrices fibreuses poreuses épaisses. En effet, si le matériau à traiter pour le rendre hydrophobe est trop épais, il sera impossible de créer des canaux dans la matrice imprégnée de résine photolithographique comme SU-8 par photolithographie. De la même façon, il est impossible que la cire imprègne la totalité de l'épaisseur du support épais. Même si la cire est pulvérisée à haute température, son refroidissement sera plus rapide que sa diffusion. Ainsi, même si la matrice est chauffée pour permettre à la cire de diffuser, il en résultera une forte altération du design voire même le bouchage du canal hydrophile dans son épaisseur empêchant ainsi la formation d'un système microfluidique 3D. Par conséquent, pour des matrices épaisses, il est impossible d'utiliser l'approche photolithographie/ résine photolithographique, l'impression ink-jet de cire ou de molécules hydrophobes pour obtenir une matrice complètement hydrophobe en contact des zones hydrophiles, sans entraîner une fuite du système en latéral des pistes hydrophiles et/ou sans perdre en résolution.

De plus, l'utilisation de résine photolithographique comme la SU-8 et des procédés photolithographiques sont extrêmement coûteux en argent et en temps puisqu'il s'agit de procédés multi-étapes impliquant des étapes de masquage, révélation, rinçage, etc.... A titre d'exemple, 500 mL de SU-8 valent, en 2011, 5000 C. A noter encore que les pistes de matrice hydrophiles telles que préparées par les procédés pré- cités sont mises en contact avec d'autres produits chimiques tels que résine, solvants, vapeur de cire, solvant de rinçage, et ce, avant leur utilisation dans le système microfluidique. Cette mise en contact peut entraîner une possible contamination du canal fluidique par des sous-produits et entraîner des artéfacts lors de l'utilisation du système microfluidique. Enfin, avec les procédés pré-cités, il est impossible d'intégrer dans un même étage (entre 2 scotchs double faces) 2 ou plusieurs matériaux hydrophiles poreux de nature et/ou d'épaisseur différente, comme, par exemple, introduire dans le même étage une fluidique en papier (cellulose) et une fluidique en fibre de verre. Les inventeurs se sont donc fixés pour but de mettre au point un procédé de fabrication d'un dispositif microfluidique 3D (i) indépendant de l'épaisseur de la matrice poreuse, (ii) réduisant le nombre d'étapes de fabrication par rapport aux procédés de l'art antérieur assurant ainsi un gain de temps, (iii) à bas coût, (iv) présentant une bonne résolution latérale et (v) pouvant intégrer au moins deux systèmes de fluidiques à base de matériaux poreux de nature chimique différente. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention permet d'atteindre le but que se sont fixés les inventeurs et de résoudre les problèmes techniques des systèmes microfluidiques 3D de l'état de la technique. Plus particulièrement, le système de la présente invention et son procédé de préparation sont basés sur le principe de la marqueterie. En effet, la structure sandwich résulte de l'empilement de couches dans lesquelles la couche fibreuse poreuse hydrophile rendue localement hydrophobe est remplacée par une couche mixte constituée d'un support hydrophobe préalablement découpé selon le motif désiré, notamment par voie manuelle ou par découpe avec imprimante laser CO2, dans lequel vient s'emboîter le matériau hydrophile poreux d'intérêt, ce dernier servant de canal fluidique permettant le transfert des solutions aqueuses et des échantillons par effet de capillarité dans le plan et/ou dans l'épaisseur du système final. Il convient de noter que l'association d'un support hydrophile avec un matériau hydrophobe poreux servant de canal fluidique est également envisageable dans le cadre de la présente invention. Les avantages d'un système microfluidiques 3D par « marqueterie » selon l'invention par rapport aux systèmes développés dans l'état de la technique sont nombreux : - diminution des coûts ; diminution du temps d'élaboration des systèmes, du fait de l'absence d'étapes de mise en contact, de diffusion, de recuit, d'insolation, de révélation, de lavage, d'impression et/ou de chauffe ; - pas de limitation au niveau de l'épaisseur du matériau servant de canal fluidique contrairement aux systèmes précédents qui ne peuvent utiliser des matrices trop épaisses comme précédemment expliqué ; aucune obligation quant à un quelconque traitement des pistes de la matrice servant de canaux fluidiques pour les rendre mouillables par une solution d'intérêt, ces dernières peuvent être utilisées dans leur état « vierge » i.e. sans jamais avoir été mises en contact avec d'autres produits tels que résine, solvants, vapeur de cire ou solvant de rinçage ; grande liberté quant aux matériaux utilisables pour la partie support et pour la (ou les) partie(s) de type canal fluidique. En effet, le fait que la partie support et la 20 (ou les) partie(s) de type canal fluidique soient emboîtées et donc dissociables les unes des autres permet d'envisager de nombreuses formes de mise en oeuvre impossibles avec les systèmes microfluidiques de l'état de la technique. Tout d'abord, la partie support 25 et la (ou les) partie(s) de type canal fluidique peuvent être préparées à partir de matériaux différents. Il n'existe pas de limitation quant aux matériaux utilisables pour ces différentes parties, contrairement aux systèmes de l'état de la technique 30 dans lesquels la couche initiale doit être en un seul matériau hydrophile (ou hydrophobe) pouvant être rendue hydrophobe (ou hydrophile) suite à un traitement donné. De même, lorsque le système microfluidique selon l'invention comprend plusieurs parties de type canal fluidique sur une même couche, toutes ces parties ou seulement certaines peuvent être en un matériau, identique ou différent. Aussi, contrairement aux systèmes de l'art antérieur, la présente invention permet d'introduire, dans le même étage, 2 à plusieurs types de matrice poreuse de nature chimique différente, comme, par exemple, du papier et de la fibre de verre. Cette latitude permet non seulement d'adapter la physicochimie des canaux fluidiques aux molécules à analyser, mais aussi d'envisager la préparation de systèmes microfluidiques 3D selon l'invention « à la carte ». A titre d'exemple, il est possible d'emboîter dans un support préalablement préparé, une (ou plusieurs) partie(s) de type canal fluidique adaptée(s) à une (ou plusieurs) molécule(s) d'intérêt, selon le souhait de l'utilisateur et au moment où ce dernier l'exprime. Ainsi, la présente invention concerne un système microfluidique 3D comprenant une pluralité de couches empilées les unes sur les autres, dans lequel au moins une desdites couches est constituée d'une fere et d'au moins une 2nde parties, distinctes l'une de l'autre, avec la 2nde partie poreuse et mouillable par une solution d'intérêt s'emboîtant dans un évidement de la fere partie non poreuse et/ou non mouillable par ladite solution d'intérêt.

Dans le système microfluidique selon l'invention, la fere partie et la (ou les) 2nde(s) partie(s) sont chimiquement différentes du fait notamment de leur différence de mouillabilité et/ou de 5 porosité. De plus, la fere partie constitue le support de la couche tel que précédemment décrit et la (ou les) 2nde (s) partie(s) forme(nt) le canal fluidique via l'empilement des couches que comprend le système 10 microfluidique selon l'invention. Ainsi, les expressions « lère partie » et « partie support » sont équivalentes et utilisables de façon interchangeable. De même, les expressions « 2nde partie » et « partie de type canal fluidique » sont équivalentes et utilisables 15 de façon interchangeable. Comme précédemment expliqué, au moins une couche du système microfluidique 3D selon l'invention peut comprendre une seule 2nde partie poreuse et mouillable par une solution d'intérêt ou au moins 2 20 2ndes parties, au moins 3 2ndes parties, au moins 4 2ndes parties, poreuses et mouillables par une solution d'intérêt, de nature identique ou différente et de forme identique ou différente, l'ensemble de ces 2ndes parties s'emboîtant dans autant d'évidements que de 25 2ndes parties, présents au niveau de la partie support de la couche. Les parties d'au moins une couche du système microfluidique selon l'invention sont notamment 30 définies par rapport à leur mouillabilité ou à leur non mouillabilité vis-à-vis d'une solution d'intérêt.

La mouillabilité est définie par l'angle de contact (ou angle de raccordement) que forme une goutte de la solution d'intérêt avec la partie au niveau du site de dépôt de cette goutte.

Ainsi, lorsque l'on précise que la (ou les) 2nde(s) partie(s) est(sont) mouillable(s) vis-à-vis de la solution d'intérêt, cela signifie, généralement, qu'une goutte de cette solution déposée va former par rapport au site de dépôt un angle de contact présentant généralement une valeur inférieure à 70° et notamment inférieure à 60° tandis que, pour la fere partie éventuellement non mouillable, cela signifie que l'angle de contact formé entre une goutte de la solution et cette partie présente généralement une valeur supérieure à 90° et notamment supérieure à 95°. D'un point de vue pratique, cela signifie que, lorsque la solution d'intérêt est déposée sur la (ou les) 2nde(s) partie(s), elle reste à ce niveau sans aller dans la fere partie non mouillable.

D'un point de vue chimique, un liquide va mouiller le substrat que représente la partie du système microfluidique s'il présente une affinité chimique vis-à-vis de celui-ci. Ainsi un substrat hydrophile (ou hydrophobe) va être mouillable vis-à-vis des liquides hydrophiles (ou hydrophobes). Dans le cadre de la présente invention, on entend par « solution d'intérêt » toute solution naturelle ou synthétique, hydrophile ou hydrophobe, que l'on souhaite analyser et/ou purifer sur un système microfluidique 3D selon la présente invention. Il convient de souligner que la solution d'intérêt mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention ne doit être ni un solvant de la fere partie, ni un solvant de l'une quelconque des 2 èmes parties du système microfluidique 3D.

Ainsi, cette solution d'intérêt peut être un fluide biologique ; un fluide végétal tel que sève, nectar et exsudat racinaire ; un prélèvement dans un milieu de culture ou dans un réacteur de culture biologique comme une culture cellulaire d'eucaryotes supérieurs, de levures, de champignons ou d'algues ; un liquide obtenu à partir d'une (ou plusieurs) cellule(s) animale(s) ou végétale(s) ; un liquide obtenu à partir d'un tissu animal ou végétal ; un prélèvement dans une matrice alimentaire ; un prélèvement dans un réacteur chimique ; de l'eau de ville, de rivière, d'étang, de lac, de mer, de tours aéro-réfrigérées ; un prélèvement à partir d'un effluent industriel liquide ; de l'eau usée provenant notamment d'élevages intensifs ou d'industries du domaine chimique, pharmaceutique, cosmétique ou nucléaire ; un produit pharmaceutique ; un produit cosmétique ; un parfum ; un échantillon de terre ou un de leurs mélanges. Le fluide biologique est avantageusement choisi dans le groupe constitué par le sang tel que du sang entier ou du sang entier anti-coagulé, le sérum sanguin, le plasma sanguin, la lymphe, la salive, le crachat, les larmes, la sueur, le sperme, l'urine, les selles, le lait, le liquide céphalo-rachidien, le liquide interstitiel, un fluide isolé de moelle osseuse, un mucus ou fluide du tractus respiratoire, intestinal ou génito-urinaire, des extraits cellulaires, des extraits de tissus et des extraits d'organes. Ainsi, le fluide biologique peut être tout fluide naturellement sécrété ou excrété d'un corps humain ou animal ou tout fluide récupéré, à partir d'un corps humain ou animal, par toute technique connue de l'homme du métier telle qu'une extraction, un prélèvement ou un lavage. Les étapes de récupération et d'isolement de ces différents fluides à partir du corps humain ou animal sont réalisées préalablement à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. De même, si un des prélèvements envisagés ne permet pas de le mettre en oeuvre avec un système microfluidique 3D selon la présente invention, par exemple du fait de sa nature notamment solide, de sa concentration ou des éléments qu'il contient tels que résidus solides, déchets, suspension ou molécules interférentes, cette mise en oeuvre et notamment le procédé de détection tel que défini ci-après comprend en outre une étape préalable de préparation de la solution d'intérêt avec éventuellement une mise en solution du prélèvement par les techniques connues de l'homme du métier telles que filtration, précipitation, dilution, distillation, mélange, concentration, lyse, etc.

Différentes formes de mise en oeuvre quant à la lè' partie d'au moins une couche du système microfluidique 3D selon l'invention sont envisageables. En effet, cette dernière peut être : - poreuse et non mouillable par la solution d'intérêt ; - non poreuse et mouillable par la solution d'intérêt ; ou - non poreuse et non mouillable par la solution d'intérêt.

Ainsi, pour une solution d'intérêt hydrophile, la fere partie (i.e. la partie support) d'au moins une couche, notamment d'une (ou de plusieurs) couche(s) et avantageusement de l'ensemble des couches du système microfluidique selon l'invention peut être : - poreuse et hydrophobe ; - non poreuse et hydrophile ; ou - non poreuse et hydrophobe ; la (ou les) 2nde(s) partie(s) étant, dans le cas d'une solution d'intérêt hydrophile, hydrophile(s) et 15 poreuse(s). Avantageusement, pour une solution d'intérêt hydrophile, la partie support d'au moins une couche, notamment d'une (ou de plusieurs) couche(s) et avantageusement de l'ensemble des couches du système 20 microfluidique selon l'invention est choisie dans le groupe constitué par un film polymère poreux et hydrophobe ; une membrane, un gel ou une résine poreuse hydrophobe ; un film polymère, hydrophile ou hydrophobe, non poreux et une membrane ou une résine, 25 hydrophile ou hydrophobe, non poreuse. En particulier, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, pour une solution d'intérêt hydrophile, la partie support d'au moins une couche, notamment d'une (ou de plusieurs) couche(s) et 30 avantageusement de l'ensemble des couches du système microfluidique selon l'invention est choisie dans le groupe constitué par un film, poreux ou non poreux, de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de polyéthylène (PE) ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de polypropylène (PP) ; un film, poreux ou non poreux, ou une membrane, poreuse ou non poreuse, contenant du fluor telle qu'un film, poreux ou non poreux, ou une membrane, poreuse ou non poreuse, en polyfluorure de vinylidène (PVDF) hydrophobe ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de 10 polytétrafluoroéthylène (PTFE) ; un film copolymère, poreux ou non poreux, comprenant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène ; un film, poreux ou non poreux, copolymère comprenant du fluorure de vinylidène et de l'hexafluoropropylène ; un film, 15 poreux ou non poreux, de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(n-butyl acétate) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(benzyl méthacrylate) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(chlorotrifluoroéthylène) ; une 20 membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse échangeuse d'ions, fonctionnalisée par des groupements hydrophobes ; un polymère styrénique comme une résine polystyrène avantageusement poreuse ; un film, poreux ou non poreux, de polyacrylonitrile ; un film, poreux 25 ou non poreux, de polyméthacrylonitrile ; un film, poreux ou non poreux, de polyimide tel que du Kapton® et un de leurs mélanges. Par « groupement hydrophobe », on entend avantageusement, dans le cadre de la présente invention, un groupement fluoré ; un groupement aryle 30 éventuellement substitué par un (ou plusieurs) atome(s) de fluor et notamment un groupement phényle éventuellement substitué par un (ou plusieurs) atome(s) de fluor ; et un groupement alkyle éventuellement substitué par un (ou plusieurs) atome(s) de fluor. De même, pour une solution d'intérêt hydrophile, la (ou les) 2nde(s) partie(s) hydrophile(s) et poreuse(s) est(sont) avantageusement choisie(s) dans le groupe constitué par un matériel fibreux hydrophile, un tissu, un film hydrophile poreux, un gel hydrophile ou une membrane poreuse portant ou fonctionnalisée par des groupements hydrophiles. Par « groupement hydrophile », on entend, dans le cadre de la présente invention, un groupement choisi parmi un groupement hydroxyle, un groupement carbonyle, un groupement trialcoxysilane, un groupement anionique, un groupement cationique, un groupement amine tertiaire, un groupement époxy, un groupement ester, un groupement amide, un groupement acide anhydride, un groupement acide phosphonique, un groupement acide sulfonique, un groupement ammonium et leurs éventuelles bases conjuguées. Plus particulièrement, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, pour une solution d'intérêt hydrophile, la (ou les) 2nde(s) partie(s) hydrophile(s) et poreuse(s) est(sont) avantageusement choisie(s) dans le notamment de nature de l'agarose ; de la méthylcellulose ; de nitrocellulose ; de groupe constitué par du papier cellulosique ; du papier coton ; gélatine ; de la cellulose ; de la la carboxyméthylcellulose ; de la l'ester acétate de cellulose ; un alginate ; une polyoléfine ; une membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse, échangeuse d'ions, fonctionnalisée, avantageusement par radiogreffage, par des groupements hydrophiles telle qu'une membrane NAFION ; une résine de type Séphadex conditionnée en membrane ou une membrane de PVDF ; un tissu en fibre de verre ; un gel de polyacrylamide ; un gel de sépharose ou un de leurs mélanges. En variante, pour une solution d'intérêt hydrophobe, la partie support d'au moins une couche, notamment d'une (ou plusieurs) couche(s) et avantageusement de l'ensemble des couches du système microfluidique selon l'invention peut être : - poreuse et hydrophile ; - non poreuse et hydrophobe ; ou - non poreuse et hydrophile ; la (ou les) 2nde(s) partie(s) étant, dans le cas d'une solution d'intérêt hydrophobe, hydrophobe(s) et poreuse(s). Avantageusement, pour une solution d'intérêt 20 hydrophobe, la partie support d'une (ou de plusieurs) couche(s) et avantageusement de l'ensemble des couches du système microfluidique selon l'invention est choisie dans le groupe constitué par un film polymère poreux et hydrophile ; une membrane, un gel ou une résine poreuse 25 hydrophile ; un film polymère, hydrophile ou hydrophobe, non poreux et une membrane ou une résine, hydrophile ou hydrophobe, non poreuse. En particulier, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, pour une solution d'intérêt 30 hydrophobe, la partie support d'au moins une couche, notamment d'une (ou de plusieurs) couche(s) et avantageusement de l'ensemble des couches du système microfluidique selon l'invention est choisie dans le groupe constitué par du papier ; du papier coton ; de l'agarose ; de la gélatine ; de la cellulose ; de la méthylcellulose ; de la carboxyméthylcellulose ; de la nitrocellulose ; de l'ester acétate de cellulose ; un alginate ; une polyoléfine ; une membrane et, notamment une membrane échangeuse d'ions, fonctionnalisée, avantageusement par radiogreffage, par des groupements hydrophiles telle qu'une membrane NAFION ; une résine de type Séphadex conditionnée en membrane ou une membrane de PVDF ; un tissu en fibre de verre ; un film non poreux de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane non poreuse de polyéthylène (PE) ; une membrane non poreuse, de polypropylène (PP) ; un film non poreux de polyimide tel que du Kapton® ; un gel de polyacrylamide ; un gel de sépharose ou un de leurs mélanges. En particulier, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, pour une solution d'intérêt hydrophobe, la (ou les) 2nde(s) partie(s) hydrophobe(s) et poreuse(s) est(sont) choisie(s) dans le groupe constitué par un matériel fibreux hydrophobe, un tissu hydrophobe, un film poreux hydrophobe, un gel ou une membrane poreuse portant ou fonctionnalisée par des groupements hydrophobes. Plus particulièrement, à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, pour une solution d'intérêt hydrophobe, la (ou les) 2nde(s) partie(s) hydrophobe(s) et poreuse(s) est(sont) avantageusement choisie(s) dans le groupe constitué par du papier rendu hydrophobe par traitement, un film poreux de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane poreuse de polyéthylène (PE) ; une membrane poreuse de polypropylène (PP) ; un film poreux ou une membrane poreuse contenant du fluor telle qu'un film poreux ou une membrane poreuse en polyfluorure de vinylidène (PVDF) hydrophobe ; une membrane poreuse de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ; un film copolymère poreux comprenant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène ; un film copolymère poreux comprenant du fluorure de vinylidène et de l'hexafluoropropylène ; un gel polyacrylamide ; un film poreux de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; un film poreux de poly(n-butyl acétate) ; un film poreux de poly(benzyl méthacrylate) ; un film poreux de poly(chlorotrifluoroéthylène) ; une membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse échangeuse d'ions, fonctionnalisée par des groupements hydrophobes ; un polymère poreux styrénique comme une résine polystyrène poreuse ; un film poreux de polyacrylonitrile ; un film poreux de polyméthacrylonitrile et un de leurs mélanges. Que la fere partie d'une couche du système microfluidique 3D selon l'invention soit hydrophobe ou hydrophile, elle peut présenter sur au moins une face autocollante en contact direct avec une autre couche du système. Une telle face autocollante peut consister en un transparent en PET collant sur les 2 faces, collé sur une fere partie d'une couche. Cette variante permet de solidariser deux couches du système ensemble et/ou de garantir l'étanchéité entre ces deux couches. Que la (ou les) 2nde(s) partie(s) d'une couche du système microfluidique 3D selon l'invention soi(en)t hydrophobe(s) ou hydrophile(s), elle(s) peu(ven)t comprendre au moins un réactif ou composé, apte à détecter et/ou à piéger un constituant ou un analyte présent dans une solution d'intérêt. En effet, comme explicité ci-après, le système microfluidique 3D selon l'invention peut être utilisé dans des procédés de détection et/ou de purification. En d'autres termes, au moins un réactif ou composé est incorporé au matériau poreux d'au moins une 2nde partie mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention. Lorsque le matériau de cette 2nde partie comprend au moins un réactif ou composé, ces derniers peuvent être soit répartis dans l'ensemble du volume du matériau ou localisés en une zone précise du matériau.

Avantageusement, les réactifs ou composés peuvent se trouver à la surface des pores ou canaux du matériau. Les réactifs ou composés peuvent être adsorbés à la surface des pores ou canaux de ce matériau et/ou liés à cette surface par des liaisons non-covalentes (liaisons hydrogène ou liaisons ioniques) et/ou par des liaisons covalentes. Lorsque la liaison entre le réactif ou le composé et le matériau de la 2nde partie est faible, le réactif ou le composé peut être entraîné vers des 30 couches inférieures par le flux de la solution d'intérêt, une fois cette dernière déposée sur le système microfluidique. Au contraire, dans le cas d'une liaison forte, le réactif ou le composé reste dans ce matériau même en présence de la solution d'intérêt et la détection et/ou le piégeage ont lieu dans cette même couche. Il en est, de même, dans le cas d'un réactif ou d'un composé non lié de façon covalente mais trop volumineux par rapport aux pores et aux canaux de la partie de type canal fluidique de la couche inférieure consécutive. Pour fixer, au moyen de liaisons covalentes, le réactif ou le composé au matériau de la 2ème partie, différents procédés, connus de l'homme du métier, utilisant ou non des bras espaceurs, sont utilisables. De plus, la partie expérimentale ci-après décrit un procédé utilisant des sels d'aryle diazonium clivables et basé sur le procédé décrit dans la demande internationale WO 2008/078052 [7] et un procédé utilisant des sels d'aryle azide pour fixer des réactifs ou composés sur un matériau de la 2ème partie. De plus, le système microfluidique 3D selon l'invention peut comprendre au moins 2 couches, au moins 3 couches, au moins 4 couches, au moins 5 couches, au moins 10 couches, voire au moins 50 couches, toutes ou partie de ces couches pouvant présenter une fere et au moins une 2nde parties telles que précédemment définies. Ces couches peuvent présenter une épaisseur 30 identique ou différente les unes par rapport aux autres. Avantageusement l'épaisseur de chaque couche est comprise entre 0,1 pm et 600 pm, notamment entre 2 pm et 400 pm et, en particulier, entre 5 pm et 200 pm permettant ainsi d'obtenir un système microfluidique 3D ayant une épaisseur comprise entre 2 pm et 50 mm, notamment entre 10 pm et 25 mm et, en particulier, entre 40 pm et 10 mm. Il convient de noter que, pour une même couche du système microfluidique 3D selon l'invention, l'épaisseur de la (ou des) 2nde(s) partie(s) doit être adaptée en fonction de l'épaisseur de la lère partie. Avantageusement, pour une même couche, la fere partie et la (ou des) 2nde(s) partie(s) ont des épaisseurs sensiblement identiques. Avantageusement, toutes les couches comprises dans le système microfluidique 3D selon l'invention présentent une fere partie et au moins une 2nde partie telles que précédemment définies. En variante, certaines des couches comprises dans le système microfluidique 3D selon l'invention présentent une partie support avec un (ou plusieurs) évidement(s) sans que, dans ces derniers, une 2nde partie de type canal fluidique telle que précédemment définie soit emboîtée. En d'autres termes, au moins une couche de l'empilement de couches constituant le système microfluidique selon l'invention est uniquement constituée d'un support non poreux et/ou non mouillable par une solution d'intérêt et évidé au niveau d'une (ou plusieurs) zone(s) définie(s). Il est clair que cet (ou ces) évidement(s) font partie du (ou des) canal(canaux) fluidiques que comprend le système microfluidique.

Lorsqu'une telle couche est comprise entre deux couches comprenant une fere partie et au moins une 2nde partie telles que précédemment définies, cette couche pourrait alors être considérée comme un interrupteur ou un système de sélection ou de distribution de fluidique. En effet, tant que les 2ndes parties des couches, séparées par la couche sans 2nde partie, ne sont pas en contact, il y a discontinuité dans le système de fluidique et le liquide ne peut pas passer, comme expliqué au paragraphe 84 de [1]. Par contre, si une action mécanique de pression ou un écrasement sur cette zone est effectuée comme décrit au paragraphe 83 de [1], on met alors en contact les 2 étages et le système de fluidique est alors connecté et la solution d'intérêt peut passer. Une couche présentant une partie support avec un (ou plusieurs) évidement(s) sans que, dans ces derniers, une 2nde partie de type canal fluidique telle que précédemment définie soit emboîtée est avantageusement présente, dans l'empilement de couches qui constitue le système microfluidique 3D selon la présente invention, parmi les couches supérieures et inférieures de cet empilement. Plus particulièrement, une telle couche est la fere couche de cet empilement (i.e. la couche sur laquelle la solution d'intérêt est déposée) et/ou la dernière couche de cet empilement. Dans cette forme de mise en oeuvre, le (ou les) évidement(s) que présente la fere couche serve(nt) le rôle de réservoir de solution d'intérêt et la dernière couche peut servir à maintenir la couche juste au-dessus d'elle et notamment de la (ou des) 2nde(s) partie(s) que comprend cette dernière.

L'utilisation de couches aux propriétés particulières en terme de nombre de 2ndes parties ou en terme d'épaisseur, de porosité et/ou de fonctionnalisation du matériau constituant ces 2ndes parties permet de conférer aux couches une fonction particulière. Certaines de ces couches peuvent avoir une fonction dans la répartition et la division de la solution d'intérêt, dans l'analyse, dans la détection et/ou dans la purification. Ainsi, il peut être avantageux de contrôler l'épaisseur d'au moins une couche la porosité d'au moins une 2nde partie d'au moins une couche du système microfluidique 3D selon la présente invention. L'homme du métier connaît différentes techniques permettant de contrôler la porosité d'un matériau poreux hydrophile ou hydrophobe tel que précédemment décrit. Ce contrôle est notamment mis en oeuvre au moment de la préparation du matériau hydrophile et poreux (ou du matériau hydrophobe et poreux). Il peut dépendre des conditions notamment des conditions de tissage dans le cadre d'un matériau tissé et/ou des réactifs utilisés lors de cette préparation et notamment de l'ajout d'agents porogènes dans le milieu réactionnel. Concernant l'intérêt d'un tel contrôle, on peut citer l'exemple de la filtration d'une solution d'intérêt se présentant sous forme d'un milieu complexe comprenant des molécules, telles que des protéines, des peptides, des sucres modifiés ou non, des molécules organiques rentrant dans les différentes voies de signalisation ou métaboliques etc..., en solution, des cellules mais également des débris cellulaires de type débris membranaires. Le système microfluidique 3D selon l'invention peut, par exemple, être utilisé pour détecter la présence d'une protéine particulère dans ce mélange complexe. Aussi, afin d'éviter des artefacts de mesure, on peut déposer le milieu complexe sur la 2nde partie de la première couche qui a une certaine épaisseur et une porosité contrôlée (inférieure à la taille des cellules et des débris cellulaires) afin de purifier l'échantillon et obtenir en sortie de cette 2nde partie, seulement le milieu contenant les molécules, telles que des protéines, des peptides, des sucres modifiés ou non, des molécules organiques rentrant dans les différentes voies de signalisation ou métaboliques etc..., les cellules et les débris cellulaires étant piégés dans le matériau constituant cette partie.

Un autre exemple est le dépôt d'une solution d'intérêt contenant des cellules préalablement lysées. Le dépôt de la solution sur la 2nde partie de la première couche qui a une certaine épaisseur et une porosité contrôlée permet de purifier l'échantillon en gardant emprisonnés dans le papier les débris membranaires et les organites et ne laissera passer simplement que les contenus internes aux cellules comme les protéines, les ADN ou les différents métabolites. De même, il est possible d'avoir pour un même système microfluidique 3D, des 2ndes parties en des matériaux, poreux et mouillables par une solution d'intérêt donnée, différents, permettant de fixer des molécules ou des matières organiques de nature différente sur un même système. A titre d'exemples, on peut avoir des zones ou 2ndes parties contenant des matériaux poreux et mouillables par une solution d'intérêt donnée, différents de part leur nature chimique, de part leur épaisseur ou de part leur porosité. En effet dans un même système microfluidique 3D on peut avoir à analyser en même temps différents types de molécules biologiques comme des protéines et des éléments cellulaires. Cependant, ces différents éléments à analyser ne possèderont pas les mêmes propriétés physico-chimiques vis-à-vis de la matrice poreuse. En effet, certains pourront être adsorbés par effet électrostatique empêchant toute migration dans le système et rendant impossible l'analyse si c'est cet élément que l'on veut analyser ou quantifier. C'est notamment le cas de certaines bactéries qui sont adsorbées très fortement dans les membranes de nitrocellulose empêchant ainsi leur migration au sein du système et le rendant inefficace pour la détection. Au contraire si on veut se débarrasser de cet élément pour l'analyse on pourra alors utiliser ce phénomène. Par conséquent, si on veut analyser une protéine et une bactérie avec un même système microfluidique 3D selon l'invention et si la matrice poreuse utilisée pour la protéine ne peut servir à la bactérie (pour les raisons explicitées ci-dessus), il faut utiliser des canaux de conduction de natures différentes au sein du même étage i.e. d'une même couche. Dans une forme de mise en oeuvre particulière du système microfluidique selon la présente invention, ce dernier présente, entre au moins deux couches consécutives, un élément apte à solidariser ces deux couches ensemble et/ou à garantir l'étanchéité entre ces deux couches. Avantageusement, un tel élément, identique ou différent, est présent entre toutes les couches que présente le système microfluidique selon la présente invention.

Cet élément peut se présenter sous forme d'un scotch® double face, d'un film étirable du type film film étirable micro-onde. Saran ou d'un dérivé d'un primaire d'adhésion supporté. Lorsque du scotch® double-face ou un film étirable est mis en oeuvre, ce dernier présente au moins un évidement et notamment un (ou plusieurs) évidement(s) pour garantir la continuité du canal fluidique entre les deux couches qu'il solidarise. Avantageusement, un (ou plusieurs) de ces évidements est(sont) rempli(s) par un matériau poreux et mouillable par une solution d'intérêt, identique au ou différent du matériau d'une des 2nde(s) partie(s) des couches qu'il solidarise ensemble. En variante, cet (ou ces) évidement(s) est(sont) laissé(s) en l'état.

Toutefois, comme précédemment explicité pour les couches du système pouvant présenter une partie support avec au moins un évidement sans qu'aucune 2nde partie de type canal fluidique telle que précédemment définie ne soit emboîtée, il peut être nécessaire d'agir mécaniquement par pression ou par écrasement sur les zones évidés non remplis, pour garantir la continuité fluidique des couches séparées par un tel scotch° ou film étirable. La notion de « dérivé d'un primaire d'adhésion 30 supporté » utilisé dans le cadre de la présente invention est directement liée à l'invention décrite dans la demande internationale WO 2009/121944 [8]. En effet, cette demande concerne un procédé pour assembler deux surfaces entre elles. Dans le cadre de la présente invention, ces deux surfaces sont la surface inférieure d'une couche et la surface supérieure de la couche consécutive. Le dérivé d'un primaire d'adhésion supporté ponte ces deux surfaces au moyen de liaisons covalentes. Typiquement, un tel primaire d'adhésion supporté est présent sur sur tout ou partie de la fere partie d'au moins une des deux couches. Il s'agit avantageusement d'un sel d'aryle clivable supporté et, en particulier, un sel d'aryle diazonium clivable supporté de formule (I) suivante : (surface) - (B)n-R-N2+, A (I) dans laquelle : - surface représentant la surface d'une fere partie d'une couche d'un système microfluidique 3D selon l'invention, - (B)n représente un agent de liaison, - n est égal à 0 ou 1, - A représente un anion monovalent et - R représente un groupe aryle. B peut représenter une entité unique, au moins deux entités identiques ou différentes ou même un apprêt tel(les) que décrit(es) dans [8]. De même, toutes les variantes et formes de mise en oeuvre envisagées dans [8] pour A et R sont utilisables dans le cadre de la présente invention.

La présente invention concerne également un dispositif comprenant un système microfluidique tel que précédemment défini. Un tel dispositif peut se présenter sous forme d'une plaque, d'une boîte ou d'un boîtier en plastique ou en céramique dans laquelle(lequel) le système microfluidique 3D selon l'invention est placé. Le système microfluidique 3D ou le dispositif selon l'invention peut être intégré dans un packaging adapté avec notamment des instructions d'utilisation mais également dans un système plus compliqué où le consommable peut être, par exmple, le système microfluidique 3D ou le dispositif selon l'invention. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un système microfluidique 3D 15 tel que précédemment défini, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : ai) préparer, dans une couche d'un matériau non poreux et/ou non mouillable par une solution d'intérêt notamment tel que précédemment défini, un 20 évidement ; bi) découper, dans une couche d'un matériau poreux et mouillable par ladite solution d'intérêt notamment tel que précédemment défini, au moins une forme conforme à l'évidement préparé à l'étape (al) ; 25 ci) emboîter dans l'évidement préparé à l'étape (al) la forme découpée à l'étape (b1), moyennant quoi une couche dudit système microfluidique 3D est obtenue ; di) éventuellement répéter les étapes (al), (b1) 30 et (ci) ; et el) assembler les différentes couches du système microfluidique 3D. L'étape (al) du procédé vise à préparer la fere partie d'une couche du système microfluidique 3D. Cet évidement peut être obtenu par toute technique de découpe connue de l'homme du métier. Avantageusement, cette dernière est choisie parmi une découpe par attaque chimique sélective, une découpe physique du type gravure ionique réactive (ou RIE pour « Reactive Ion Etching »), une découpe manuelle telle qu'un emboutissage et une découpe au laser tel qu'un laser pulsé avec notamment une source de type YAG (acronyme anglais pour « Yttrium Aluminium Garnet » ou grenat d'yttrium et d'aluminium) ou un laser continu notamment un laser à source CO2. Ces lasers permettent d'obtenir une résolution de l'ordre de 5 à 10 }gym. L'étape (b1) du procédé selon la présente invention consiste à préparer au moins une 2nde partie d'une couche du système microfluidique 3D selon la présente invention. Par « forme conforme à l'évidement », on entend non seulement une forme s'emboîtant parfaitement dans l'évidement préparé à l'étape (al) mais aussi une forme dont l'épaisseur est sensiblement égale à l'épaisseur de la couche mise en oeuvre à l'étape (al). Avantageusement, la découpe mise en oeuvre à l'étape (b1) est également choisie parmi une découpe par attaque chimique sélective, une découpe physique du type gravure ionique réactive, une découpe manuelle et une découpe au laser telle que précédemment définie.

Les étapes (al), (b1) et (ci) sont répétées autant de fois que le système microfluidique 3D comprend de couches avec une fere partie et au moins une 2 nde partie telles que précédemment définies.

La couche obtenue suite à l'étape d'emboîtement (ci) peut être définie comme un système de microfluidique 2D car intégrée dans le plan du système support. L'emboîtement de l'étape (ci) et l'assemblage de l'étape (el) peuvent être réalisés de façon manuelle ou de façon automatisé. Lors de l'étape (el), les couches à assembler peuvent comprendre non seulement une (ou plusieurs) couche(s) telle(s) que préparée(s) par mise en oeuvre des étapes (al), (b1) et (ci) mais aussi une (ou plusieurs) couche(s) préparée(s) par la seule mise en oeuvre de l'étape (al) (i.e. une (ou plusieurs) couche(s) constituée(s) d'un matériau non poreux et/ou non mouillable pour un liquide d'intérêt et présentant un (ou plusieurs) évidemment(s) laissé(s) en l'état) et/ou une (ou plusieurs) couche(s) d'un adhésif telle(s) que précédemment définie(s). Dans la forme de mise en oeuvre particulière dans laquelle le système microfluidique 3D selon la présente invention comprend un dérivé d'un primaire d'adhésion supporté, le procédé de préparation comprend les étapes consistant à : ai') préparer, dans une couche d'un matériau non poreux et/ou non mouillable par une solution 30 d'intérêt notamment tel que précédemment défini et dont la surface présente un primaire d'adhésion supporté et notamment le sel d'aryle clivable supporté, un évidement ; bi) découper, dans une couche d'un matériau poreux et mouillable par ladite solution d'intérêt 5 notamment tel que précédemment défini, au moins une forme conforme à l'évidement préparé à l'étape (al') ; ci) emboîter dans l'évidement préparé à l'étape (al') la forme découpée à l'étape (b1), moyennant quoi une couche dudit système microfluidique 3D est 10 obtenue ; di) éventuellement répéter les étapes (a1'), (b1) et (ci) ; et el') assembler les différentes couches du système microfluidique 3D en soumettant la surface du 15 matériau non poreux et/ou non mouillable par une solution d'intérêt à des conditions non- électrochimiques pour obtenir, à partir du primaire d'adhésion supporté et notamment à partir du sel d'aryle clivable supporté, sur ladite surface, au moins 20 une entité radicalaire et/ou ionique et en mettant en contact ladite surface présentant au moins une entité radicalaire et/ou ionique ainsi obtenue avec la surface de la couche consécutive. Lors de l'étape (a1'), la fonctionnalisation de 25 la surface du matériau par un primaire d'adhésion supporté peut se faire préalablement ou après l'évidement du matériau. Les étapes (b1) , (ci) et (di) sont telles que précédemment définies. 30 Les conditions non électrochimiques utilisables lors de l'étape (el') sont telles que définies dans [8]. A noter toutefois qu'il est souhaitable que ces conditions ne mettent pas en oeuvre des solutions susceptibles d'agir sur les matériaux constituant les couches du système microfluidique.

Ainsi, de façon avantageuse, les conditions non électrochimiques utilisables lors de l'étape (el') sont des conditions non électrochimiques photochimiques et consistent à soumettre le primaire d'adhésion supporté et notamment le sel clivable supporté à une irradiation (ou insolation) dans le domaine UV ou visible. La longueur d'onde employée lors de l'étape (el') du procédé sera choisie, sans aucun effort inventif, en fonction du primaire d'adhésion et notamment du sel d'aryle clivable utilisé. Toute longueur d'onde appartenant au domaine UV ou au domaine visible est utilisable dans le cadre de la présente invention. Avantageusement, la longueur d'onde appliquée est comprise entre 300 et 700 nm, notamment entre 350 et 600 nm et, en particulier, entre 380 et 550 nm. La présente invention concerne aussi l'utilisation d'un système microfluidique 3D tel que précédemment défini ou susceptible d'être préparé par un procédé de fabrication tel que précédemment défini pour détecter et éventuellement quantifier au moins un analyte éventuellement présent dans une solution d'intérêt ou dans un fluide gazeux d'intérêt. Par « fluide gazeux d'intérêt », on entend avantageusement un prélèvement aérien ou un prélèvement à partir d'un effluent industriel gazeux. En d'autres termes, la présente invention concerne un procédé pour détecter et éventuellement quantifier au moins un analyte éventuellement présent dans une solution d'intérêt ou dans un fluide gazeux d'intérêt, comprenant les étapes consistant à : a2) éventuellement préparer un système microfluidique 3D apte à détecter ledit analyte selon 10 un procédé de fabrication tel que précédemment défini ; b2) déposer, sur ledit système microfluidique 3D éventuellement préparé à l'étape (a2), ladite solution d'intérêt ou mettre en contact ledit fluide gazeux d'intérêt avec ledit système microfluidique 3D 15 éventuellement préparé à l'étape (a2) ; et c2) détecter et éventuellement quantifier ledit analyte éventuellement présent. L'analyte à détecter et éventuellement à quantifier est présent dans la solution d'intérêt ou le 20 fluide gazeux tel(le) que précédemment défini(e) peut être choisi dans le groupe constitué par une molécule d'intérêt biologique ; une molécule d'intérêt pharmacologique ; une toxine ; un glucide ; un peptide ; une protéine ; une glycoprotéine ; une 25 enzyme ; un substrat enzymatique ; un récepteur nucléaire ou membranaire ; un agoniste ou un antagoniste d'un récepteur nucléaire ou membranaire ; une hormone ; un anticorps polyclonal ou monoclonal ; un fragment d'anticorps tel qu'un fragment Fab, 30 F(ab')2, Fv ou un domaine hypervariable ou CDR pour « Complementarity Determining Region » ; une molécule nucléotidique ; un polluant, avantageusement organique, de l'eau ; un polluant, avantageusement organique, de l'air ; une bactérie et un virus. L'expression « molécule nucléotidique » utilisée dans la présente est équivalente aux termes et expressions suivants : « acide nucléique », « polynucléotide », « séquence nucléotidique », « séquence polynucléotidique ». Par « molécule nucléotidique », on entend, dans le cadre de la présente invention, un chromosome ; un gène ; un polynucléotide régulateur ; un ADN, simple-brin ou double-brin, génomique, chromosomique, chloroplastique, plasmidique, mitochondrial, recombinant ou complémentaire ; un ARN total ; un ARN messager ; un ARN ribosomal (ou ribozyme) ; un ARN de transfert ; une séquence faisant office d'aptamère ; une portion ou un fragment de ceux-ci. Le réactif utilisé pour fonctionnaliser le système microfluidique mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention est toute molécule capable de former avec l'analyte à détecter une paire de liaison, le réactif et l'analyte correspondant aux deux partenaires de cette paire de liaison. Les liaisons mises en oeuvre dans la liaison analyte-réactifs sont soit des liaisons non covalentes et de faible énergie telles que des liaisons hydrogène ou des liaisons de Van der Waals, soit des liaisons de forte énergie de type liaisons covalentes. Le réactif utilisé est donc dépendant de 30 l'analyte à détecter. En fonction de cet analyte, l'homme du métier saura, sans effort inventif, choisir le réactif le mieux adapté. Il peut être choisi dans le groupe constitué par une molécule-sonde ; un glucide ; un peptide ; une protéine ; une glycoprotéine ; une enzyme ; un substrat enzymatique ; un récepteur membranaire ou nucléaire ; un agoniste ou un antagoniste d'un récepteur membranaire ou nucléaire ; une toxine ; un anticorps polyclonal ou monoclonal ; un fragment d'anticorps tel qu'un fragment Fab, F(ab')2, Fv ou un domaine hypervariable (ou CDR pour « Complementarity Determining Region ») ; une molécule nucléotidique telle que précédemment définie ; un acide nucléique peptidique et un aptamère tel qu'un aptamère ADN ou un aptamère ARN. Par « molécule-sonde », on entend, dans le cadre de la présente invention, une molécule spécifique à un (ou plusieurs) analyte(s) pour laquelle la mise en contact avec au moins un de ces analytes entraîne au moins une modification des propriétés spectrales de cette molécule-sonde.

La molécule-sonde mise en oeuvre dans le cadre de la présente invention est une molécule qui présente des propriétés fluorogène ou chromogène, c'est-à-dire qu'elle devient fluorescente ou se colore lorsqu'elle interagit avec au moins un analyte spécifique. D'une façon générale, l'interaction de la molécule-sonde avec au moins un analyte spécifique produit un signal optique détectable. L'interaction peut consister en la création d'une liaison irréversible et sélective, notamment de type liaison covalente entre la molécule- sonde et au moins un analyte spécifique.

L'homme du métier connaît différentes molécules-sondes utilisables dans le cadre de la présente invention et connues pour détecter des analytes spécifiques comme un adhéhyde, du formaldéhyde, de l'acétaldéhyde, du naphtalène, une amine primaire notamment aromatique, de l'indole, du scatole, du tryptophane, de l'urobilinogène, du pyrrole, du benzène, du toluène, du xylène, du styrène ou du napthalène. De telles molécules-sondes sont 10 notamment choisies parmi les énaminomes et les couples 13-dicétone/amine correspondants, les imines et les hydrazines, le 4-aminopent-3-en-2-one, l'acide croconique et les molécules-sondes à fonction aldéhyde que sont le p-diméthylaminobenzaldéhyde, le p- 15 diméthylaminocinnamaldéhyde, le p-méthoxybenzaldéhyde et le 4-méthoxy-l-naphtaldéhyde, les mélanges et les sels dérivés de ces composés. L'utilisation d'un système microfluidique 3D selon l'invention ou susceptible d'être préparé par un 20 procédé de fabrication selon la présente invention pour détecter et éventuellement quantifier au moins un analyte tel que précédemment défini trouve ainsi des applications dans le domaine de la biochimie, de la microbiologie, dans le domaine du diagnostic médical, 25 dans le domaine du nucléaire, dans le domaine du contrôle qualité, dans le domaine de l'agro-alimentaire, dans le domaine du dépistage de substances illicites, dans le domaine de la défense et/ou de la biodéfense ; dans le domaine du contrôle vétérinaire, 30 environnemental et/ou sanitaire et/ou dans le domaine de la parfumerie, des cosmétiques et/ou des arômes.

L'étape (a2), lorsqu'elle doit être mise en oeuvre, consiste à préparer un système microfluidique 3D apte à détecter au moins un analyte donné i.e. un système microfluidique 3D comprenant au moins un réactif apte à reconnaître ledit analyte de manière spécifique. Lors de l'étape (b2) du procédé selon la présente invention, le dépôt de la solution d'intérêt consiste à déposer une (ou plusieurs) goutte(s) de ladite solution d'intérêt au niveau d'un (ou plusieurs) canal(canaux) fluidique(s) présent(s) à la surface du système muicrofluidique 3D. Le volume de solution d'intérêt déposé sur chaque canal fluidique est compris entre entre 1 pl et 10 ml, notamment entre 20 pl et 5 ml, en particulier, entre 400 pl et 2 ml. L'étape (c2) du procédé selon la présente invention consiste à détecter et éventuellement quantifier le signal émis par - l'analyte, - la paire de liaison formée entre ledit analyte et le réactif présent dans le système microfluidique 3D éventuellement préparé à l'étape (a2), - un réactif secondaire apte à reconnaître 25 l'analyte ou la paire de liaison formée entre ledit analyte et le réactif. Le réactif secondaire peut être choisi dans le groupe constitué par un glucide ; un peptide ; une protéine ; une glycoprotéine ; une enzyme ; un substrat 30 enzymatique ; un récepteur membranaire ou nucléaire ; un agoniste ou un antagoniste d'un récepteur membranaire ou nucléaire ; une toxine ; un anticorps polyclonal ou monoclonal ; un fragment d'anticorps tel qu'un fragment Fab, F(ab')2, Fv ou un domaine hypervariable (ou CDR pour « Complementarity Determining Region ») ; une molécule nucléotidique telle que précédemment définie ; un acide nucléique peptidique et un aptamère tel qu'un aptamère ADN ou un aptamère ARN. En vue de la détection, l'analyte et/ou le 10 réactif secondaire présente au moins un groupement facilement détectable i.e. un groupement qui émet un signal mesurable (enzymatique, fluorescent, chromogénique, radioactif,...) ou qui permet la formation d'un signal mesurable. 15 Dans une fere forme de mise en oeuvre du groupement facilement détectable, ce dernier peut être une enzyme ou une molécule capable de générer un signal détectable et éventuellement quantifiable dans des conditions particulières comme lors de la mise en 20 présence d'un substrat adapté. A titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, on peut citer la biotine, la digoxygénine, la 5-bromodéoxyuridine, une phosphatase alcaline, une peroxydase, une glucose amylase et une lysozyme. 25 Dans une 2ème forme de mise en oeuvre du groupement facilement détectable, ce dernier peut être un marqueur fluorescent, chimiofluorescent ou bioluminescent tel que la cyanine et ses dérivés, la fluorescéine et ses dérivés, la rhodamine et ses 30 dérivés, la GFP (pour « Green Fluorescent Protein ») et ses dérivés, la coumarine et ses dérivés et l'umbelliférone ; le luminol ; la luciférase et la luciférine. Dans une 3ème forme de mise en oeuvre du groupement facilement détectable, ce dernier peut être 5 un marqueur ou isotope radioactif ou un groupement organique contenant au moins un marqueur ou isotope radioactif. Un tel marqueur ou isotope radioactif est notamment l'iode-123, l'iode-125, l'iode-126, l'iode-133, l'iode-131, l'iode-124, l'indium-111, l'indium-10 113m, le brome-77, le brome-76, le gallium-67, le gallium-68, le ruthénium-95, le ruthénium-97, le technétium-99m, le fluor-19, le fluor-18, le carbone- 13, l'azote-15, l'oxygène-17, l'oxygène-15, l'oxygène- 14, le scandium-47, le tellurium-122m, le thulium-165, 15 l'yttrium-199, le cuivre-64, le cuivre-62, le carbone- 11, l'azote-13, le gadolidium-68 et le rubidium-82. Dans une 4ème forme de mise en oeuvre du groupement facilement détectable, ce dernier peut être un marqueur paramagnétique ou ferromagnétique tel que 20 du 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine N-oxyde (TEMPO) ou un complexe capable de chélater des ions paramagnétiques ou ferromagnétiques comme Ge', Cu2+, Fe3+, Fe2+ et Mn2+. Dans une 5ème forme de mise en oeuvre du groupement facilement détectable, ce dernier peut être 25 une particule d'or ou un composé dense tel qu'une nanoparticule et notamment, à titre d'exemple, une (nano)particule d'oxyde ferrique ou d'or. Ainsi, la détection lors de l'étape (c2) selon l'invention peut être réalisée notamment par mesures 30 colorimétriques, de (chimio)fluorescence, de bioluminescence, radioactives, ferromagnétiques, paramagnétiques et/ou électriques. Avantageusement, cette détection est effectuée en mesurant la variation d'absorbance, de (chimio)fluorescence, de (bio)luminescence, de radioactivité, de ferromagnétisme ou de paramagnétisme du système microfluidique 3D selon la présente invention ou du moins d'un des spots qu'il présente lorsque ce système est mis en contact avec une solution 10 d'intérêt contenant le (ou les) analyte(s) tel(s) que précédemment défini(s). A titre d'exemples, lorsque la détection est réalisée par mesure optique, on choisit de préférence la longueur d'onde pour laquelle l'absorbance, la (chimio)fluorescence ou la 15 (bio)luminescence du réactif tel qu'une molécule-sonde, ou du produit formé par l'interaction ou la réaction entre le réactif et l'analyte détecté est la plus élevée. En variante, cette détection est effectuée en 20 mesurant la variation du signal électrique émis par le système microfluidique 3D selon la présente invention ou du moins l'un des spots qu'il présente lorsque ce système est mis en contact avec une solution d'intérêt contenant le (ou les) analyte(s) tel(s) que 25 précédemment défini(s). La détection électrique et éventuellement optique, colorimétrique, de (chimio)fluorescence, de bioluminescencee, radioactive, ferromagnétique ou paramagnétique peut nécessiter que le système 30 microfluidique 3D selon la présente invention soit déposé sur un système de détection incluant des pistes électriques notamment en cuivre ou en or ou que l'étage de détection du système microfluidique 3D selon la présente invention comprenne des pistes électriques notamment en cuivre ou en or, protégées de l'oxydation notamment par le dépôt de parylène. Ces connectiques électriques peuvent servir pour des détections électriques ou pour intégrer des systèmes plus complexes comme des diodes pour stimuler la fluorescence ou la phosphorescence du réactif tel qu'une molécule-sonde, ou du produit formé par l'interaction ou la réaction entre le réactif et l'analyte détecté sur le site de la détection. Quelle que soit la nature de la mesure effectuée, cette dernière peut être comparée à la mesure obtenue à partir de solutions calibrées d'analytes connus pour donner directement une information sur la quantité et/ou la nature du (ou des) analyte(s) contenu(s) dans la solution d'intérêt. Dans une forme de mise en oeuvre particulière, l'exposition du système microfluidique 3D selon la présente invention à une solution liquide peut donner lieu à une observation visuelle, photographique ou via un scanner. Dans ce cas, une comparaison de l'intensité de la coloration développée avec celles préalablement établies lors d'un étalonnage pour une gamme prédéfinie de concentrations, permet de déduire grossièrement la concentration de l'analyte. Pour une mesure quantitative fine, une mesure de la variation d'absorption en un point ou sur une gamme spectrale large en fonction du temps de contact est nécessaire afin de déterminer une vitesse de formation du complexe coloré. La valeur de cette vitesse sera comparée à celles obtenues pour une gamme étalon dans les mêmes conditions. Prélablement ou lors de l'étape de détection (c2), des solutions autres que la solution d'intérêt ou que le fluide gazeux peuvent devoir être déposées sur le système microfluidique 3D selon la présente invention. En effet, des solutions de lavage pour éliminer toute liaison non spécifique impliquant le réactif, une solution contenant le réactif secondaire ou des solutions contenant un substrat adapté à une enzyme portée par l'analyte ou le réactif secondaire peuvent devoir être déposées sur le système microfluidique 3D selon l'invention.

La présente invention concerne enfin l'utilisation d'un système microfluidique 3D tel que précédemment défini ou susceptible d'être préparé par un procédé de fabrication tel que précédemment défini pour purifier un analyte présent dans une solution d'intérêt ou dans un fluide gazeux d'intérêt. En d'autres termes, la présente invention concerne un procédé pour purifier au moins un analyte présent dans une solution d'intérêt ou un fluide gazeux d'intérêt, comprenant les étapes consistant à : a3) éventuellement préparer un système microfluidique 3D apte à purifier ledit analyte selon un procédé de fabrication tel que précédemment défini ; b3) déposer, sur ledit système microfluidique 30 3D éventuellement préparé à l'étape (a3), ladite solution d'intérêt ou mettre en contact ledit fluide gazeux d'intérêt avec ledit système microfluidique 3D éventuellement préparé à l'étape (a3) ; et c3) purifier ledit analyte. Tout ce qui a été décrit, dans le cadre du 5 procédé de détection et d'éventuelle quantification, quant à l'étape (a2), à l'étape (b2), à l'analyte à détecter et éventuellement à quantifier et à la solution d'intérêt s'applique également mutatis mutandis à l'étape (a3), à l'étape (b3), à l'analyte à 10 purifier et à la solution d'intérêt dans le procédé de purification selon la présente invention. En effet, dans une fere forme de mise en oeuvre, le procédé de purification selon l'invention peut nécessiter l'utilisation d'un système microfluidique 15 comprenant au moins un réactif apte à reconnaître l'analyte à purifier de manière spécifique. La purification lors de l'étape (c3) est réalisée en récupérant l'analyte de la paire de liaison formée par ce dernier et le réactif. 20 Dans une 2nde forme de mise en oeuvre, le procédé de purification selon l'invention ne met pas en oeuvre un réactif spécifique de l'analyte tel que précédemment défini. Mais, dans cette forme de mise en oeuvre, la purification se fait par élimination progressive des 25 constituants de la solution d'intérêt, autres que l'analyte à purifier. Ainsi, l'étape (a3), lorsqu'elle doit être mise en oeuvre, consiste à préparer un système microfluidique 3D dont une (ou plusieurs) couche(s) comprend(comprennent) un (ou plusieurs) composé(s) 30 apte(s) à piéger un (ou plusieurs) des constituants de la solution d'intérêt, autres que l'analyte à purifier.

Dans cette forme de mise en oeuvre, l'étape (c3) du procédé consiste à récupérer l'analyte au niveau d'au moins une couche inférieure du système microfluidique 3D.

Dans le cadre de l'utilisation du système microfluidique 3D selon la présente invention dans le domaine de la purification, des membranes polymères poreuses possédant des groupes échangeurs d'anions ou de cations peuvent être mises en oeuvre pour réaliser une purification par chromatographie échangeuse d'ions. Il est également possible d'utiliser des membranes polymères poreuses ou d'autres matériaux poreux modifiés préalablement par des molécules organiques ou biologiques spécifiques afin de réaliser de la chromatographie d'affinité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous donnés à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est une schématisation de 25 différentes parties support, utilisables dans un système microfluidique 3D selon l'invention. La Figure 2 est une schématisation de différentes parties de type canal fluidique, utilisables dans un système microfluidique 3D selon 30 l'invention.

La Figure 3 est une schématisation d'un système microfluidique selon l'invention avec les différentes couches le constituant, la goutte symbolisant la solution d'intérêt à analyser ou à purifier et la flèche le sens de migration de l'échantillon. La Figure 4 présente un boîtier dans lequel le système microfluidique 3D selon l'invention peut être inséré. La Figure 5 présente des résultats susceptibles d'être obtenus pour différentes solutions d'intérêt (Figures 5B, 5C, 5D, 5E et 5F) en utilisant un système microfluidique selon l'invention tel que décrit à la Figure 5A. La Figure 6 présente les différents étages (Figure 6A, 6B et 6C) avec la 2ème partie emboîtée dans le ler support avant assemblage d'un système microfluidique 3D à 3 étages (ou couches). La Figure 7 présente les différents étages (Figures 7A, 7B, 7C, 7D et 7E) avec la (ou les) 2ème(s) partie(s) emboîtée(s) dans le ler support avant assemblage d'un système microfluidique 3D à 5 étages (ou couches). La Figure 8 présente un système global après assemblage avec la Figure 8A présentant le dessus du système au niveau duquel est introduit la solution d'intérêt à analyser et la Figure 8B l'étage de lecture des résultats. La Figure 9 est une schématisation d'un système microfluidique selon l'invention utilisé pour la détection de toxine botulique A (Figure 9A) et de la couche de détection de ce système (Figure 9B).

La Figure 10 présente les résultats obtenus avec une solution d'intérêt contenant (Figure 10B) ou non (Figure 10A) de la toxine botulique A.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS I. Préparation d'un système microfluidique 3D selon l'invention. Le système microfluidique 3D selon la présente invention décrit ci-après est un système adapté pour les solutions d'intérêt hydrophiles. 1.1. Préparation des parties support des couches du système. La Figure 1 présente les « négatifs » (1, 3, 5, 7 et 9) réalisés dans une feuille polymère de type PET avec un ou deux évidement(s) par négatif, de formes identiques ou différentes, obtenus après découpe manuelle type emboutissage ou par imprimante à laser CO2.

Trois de ces 5 « négatifs » forment les parties support telles que précédemment définies des couches du système (cf. Figure 3). 1.2. Préparation des parties de type « canal fluidique » des couches du système. La Figure 2 présente les « positifs » (10, 11 et 12) réalisés dans une feuille de papier ou en fibre de verre, obtenus après découpe manuelle type emboutissage ou par imprimante à laser CO2.

Ces 3 types de « positifs » forment les parties de type canal fluidique qui s'emboîtent dans les évidements des « négatifs » préparés au point 1.1. 1.3. Montage du système et système ainsi obtenu. Le montage du dispositif se fait par : 1/ emboîtement de la pièce hydrophile découpée (« positif ») dans le matériau hydrophobe (« négatif »), l'ensemble constituant une couche mixte du système selon l'invention ; 2/ collage sur la surface de cette couche mixte de l'adhésif double face découpé pour laisser des évidements au niveau du canal fluidique ; 3/ positionnement d'une nouvelle couche mixte sur la surface de l'adhésif. Les étapes 2 et 3 peuvent être répétées autant de fois que nécessaire.

Un système microfluidique 3D pouvant être obtenu à partir des « négatifs » et des « positifs » des Figures 1 et 2 est présenté à la Figure 3. Les couches (1) et (9) de ce système ne constituent pas des couches avec une fere et au moins une 2nde parties telles que définies dans la présente invention. En effet, les évidements de la partie support sont laissés en l'état, sans qu'un « positif » n'y soit emboîté. Par contre, les couches (3), (5) et (7) dans lesquelles sont respectivement emboîtés un « positif » (10), deux « positifs » (11) et deux « positifs » (12) sont bien des couches avec une fere et au moins une 2nde parties telles que définies dans la présente invention. Les couches (2), (4), (6) et (8) représentent le scotch double-face respectivement placé entre les couches (1) et (3), (3) et (5), (5) et (7) et (7) et (9). Ces couches présentent des zones d'évidement pour garantir la continuité du canal fluidique. Certains de ces évidements sont laissés en l'état couches (2) et (8), alors que, dans les autres, sont emboîtés des « positifs » en matériau hydrophile. Ainsi, deux « positifs » (11) sont emboîtés dans les couches de scotch (4) et (6). Dans le système microfluidique présenté à la Figure 3, les couches en matériau hydrophobe ont des fonctions bien déterminées avec : - la couche (1) qui est la couche sur laquelle l'échantillon de la solution d'intérêt à analyser ou à purifier représentée par une goutte est déposé ; - la couche (3) qui est une couche permettant la division de l'échantillon, dans le cas présenté, en deux ; - les couches (5) et (7) correspondant aux étages d'analyse ; et - la couche (9) qui participe au soutien des 25 parties hydrophiles des étages supérieurs et notamment de l'étage (7). L'ensemble de ces couches est déposé sur du papier absorbant pour maintenir la migration et 30 l'ensemble du dispositif est inséré dans une petite boîte plastique telle que présentée à la Figure 4.

II. Exemple d'un système microfluidique 3D selon l'invention multiparamétrique. La Figure 5A présente un système microfluidique 5 selon l'invention avec 4 plots, de formes différentes facilitant notamment la lecture des résultats : - avec un plot contrôle ; un plot dont la partie de type canal fluidique présente dans la couche d'analyse des 10 anticorps anti-anthrax et donc apte à révéler, dans la solution d'intérêt à analyser, la présence d'anthrax « Plot Anthrax » ; un plot dont la partie de type canal fluidique présente dans la couche d'analyse des 15 anticorps anti-ricine et donc apte à révéler la présence de ricine « Plot Ricine » avec dans la partie hydrophile ; et un plot dont la partie de type canal fluidique présente dans la couche d'analyse des 20 anticorps anti-toxine botulique A et donc apte à révéler la présence de toxine botulique A « Plot Toxine Botulique A ». Les Figures 5B, 5C, 5D, 5E et 5F présentent le résultat théorique, obtenu pour un échantillon négatif 25 pour les 3 agents testés ; un échantillon positif pour la toxine botulique A ; un échantillon positif pour l'anthrax ; un échantillon positif pour l'anthrax et pour la ricine ; et un échantillon réalisé dans des conditions non appropriées. 30 III. Exemples d'élaboration d'un système présentant un étage de lecture multi-plots. Etage de lecture à 4 plots. Les différents étages constituant la fere partie support sont constitués de feuilles de PET de 100 pm d'épaisseur. Les différents étages ont été obtenus après découpe avec un laser CO2 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5.

La 2eme partie (système fluidique) a été obtenue après découpe de papier Whatman CF1 par un laser CO2 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5. La Figure 6 présente les différents étages (Figure 6A, 6B et 6C) avec la 2eme partie emboîtée dans le ler support avant assemblage. En particulier, les Figures 6A, 6B et 6C correspondent respectivement aux étages de distribution, de répartition et d'analyse de la solution d'intérêt. 111.2. Etage de lecture à 16 plots. Les différents étages constituant la fere partie support sont constitués de feuilles de PET de 100 pm d'épaisseur. Les différents étages ont été obtenus après découpe avec un laser CO2 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5. La 2eme partie (système fluidique) a été obtenue après découpe de papier Whatman CF1 par un laser CO2 30 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5.

La Figure 7 présente les différents étages (Figures 7A, 7B, 7C, 7D et 7E) avec la (ou les) 2ème(s) partie(s) emboîtée(s) dans le ler support avant assemblage. En particulier, les Figures 7A, 7B, 7C, 7D et 7E correspondent respectivement à des étages de distribution, de répartition, de distribution, de répartition et d'analyse de la solution d'intérêt. 111.3. Etage de lecture pour le pH à 16 plots.

Les différents étages constituant la lère partie support sont constitués de feuilles de PET de 100 }gym d'épaisseur. Les différents étages ont été obtenus après découpe avec un laser CO2 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5. La 2eme partie (système fluidique) a été obtenue après découpe de papier pH Whatman par un laser CO2 (Laser GCC Pro Spirit 25 watts). Le design a été effectué sur le logiciel Corel Draw 5.

La Figure 8 présente un système global après assemblage. La Figure 8A présente le dessus du système au niveau duquel est introduit la solution d'intérêt à analyser et la Figure 8B l'étage de lecture des résultats.

IV. Modification chimique de la cellulose pour le greffage covalent de biomolécules. IV.1. Remarques préliminaires. Les systèmes microfluidiques 3D selon l'invention peuvent incorporés l'étage de lecture du système.

Pour ce faire, la 2' partie (i.e. le système fluidique qui peut être de la cellulose par exemple), doit être modifié afin de pouvoir y greffer, de manière covalente, des biolomécules ou des molécules organiques d'intérêt qui permettront d'obtenir l'information que l'on veut extraire de la solution d'intérêt. L'homme du métier sait qu'il est extrêmement difficile de modifier la cellulose. Ces modifications ont généralement lieu sur de la cellulose sous forme de fibrilles dans des conditions incompatibles avec le vivant (solvant organique et températures élevées). De plus, il est quasi-impossible de travailler sur de la cellulose mise en forme, par exemple, sous la forme d'une feuille sans détruire la structure macroscopique du matériau. Afin de contourner ces problèmes, les inventeurs ont développé des procédés permettant de modifier dans des conditions compatibles avec le vivant de la cellulose sous forme de feuilles sans altération de la structure macroscopique. Deux voies synthétiques ont été utilisées, la première basée sur une réduction en solution de sels de diazonium pour laquelle l'homme du métier peut trouver plus d'informations dans la demande internationale WO 2008/078052 [7] et l'autre basée sur une réaction photochimique à 385 nm utilisant des dérivés arylazides. Chacune de ces voies peut se dérouler, de manière préférentielle, dans l'eau ou dans des solutions de tampon biologique mais peut être également utilisée dans des systèmes de mélange de solvants ou bien en solvant organique. Ces deux voies ont permis d'introduire au niveau de la feuille de cellulose des fonctions permettant de greffer des molécules biologiques ou des molécules organiques dans des conditions biologiquement compatibles, du type acide carboxylique, amine ou bien thiol.

De la même manière que ce qui est décrit dans la demande internationale WO 2008/078052 [7], un polymère présentant une fonction intéressante dans le cadre de la présente invention peut être greffé, de manière covalente, dans la cellulose sans déstructurer son format macroscopique et dans des conditions compatibles avec le vivant. Après modification d'une feuille de cellulose par ces procédés chimiques, le greffage des biomolécules s'effectue dans des conditions compatibles avec la biologie, bien connues de l'homme du métier. Il est bien entendu que ces procédés peuvent être également utilisés pour la modification d'étages intermédiaires du système, si, par exemple, il y a nécessité de purifier de manière « active » (i.e. une purification via notamment une reconnaissance anticorps/antigène et non par tout procédé de type « passif » comme la taille de la porosité qui permet une purification mécanique) ou bien pour introduire tout groupe nécessaire au bon fonctionnement du système de microfluidique 3D comme, par exemple, l'introduction de groupes anioniques ou cationiques pour obtenir, à partir de cellulose, un équivalent d'une résine Séphadex.30 IV.2. Greffage de groupements. A. Greffage d'acide polyacrylique sur une feuille de papier (Exemple A). Une solution GraftFastm pour greffer de l'acide 5 acrylique est créée. Pour plus d'informations, l'expérimentateur peut se référer à la demande internationale WO 2008/078052 [7]. Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une 10 feuille de papier CF1 de chez Whatman. Après un temps de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL), puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M 15 (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. L'analyse ATR FTIR montre bien la présence de la bande de vibration à 1710 cm%1 correspondante à la vibration du groupe acide carboxylique. 20 B. Greffage d'une couche de poly(carboxyl) phénylène sur du papier (Exemple B). L'acide 4 aminobenzoïque (Sigma Aldrich) (2 mmol, 274,3 mg) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% 25 en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration.Le sel de diazonium correspondant est dissous dans une solution de HC1 à 0,25 N puis 2 mL de 30 H3P02 à 50% en masse sont introduits afin de provoquer la réduction des sels de diazonium en solution (pour plus d'information, voir [7]). Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 de chez Whatman. Après un temps de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL), puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et, enfin, par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. C. Greffage d'une couche de poly(amino) phénylène sur du papier (Exemple C). Le 1,4 benzènediamine (Sigma Aldrich) (2 mmol, 216,3 mg) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration. Le sel de diazonium correspondant est dissous dans une solution de HC1 à 0,25 N puis 2 mL de H3P02 à 50% en masse sont introduits afin de provoquer la réduction des sels de diazonium en solution (pour plus d'information, voir [7]). Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 de chez Whatman. Après un temps de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) puis par de l'eau milliQ (10 mL) puis réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. D. Greffage d'une couche de poly(éthyl 5 carboxyl)phénylène sur du papier (Exemple D). L'acide 3-(4-aminophényl)propionique (Sigma aldrich) (2 mmol, 330,4 mg) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 10 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration. Le sel de diazonium correspondant est dissous dans une solution de HC1 à 0,25 N puis 2 mL de H3P02 à 50% en 15 masse sont introduits afin de provoquer la réduction des sels de diazonium en solution (pour plus d'information, voir [7]). Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une 20 feuille de papier CF3 de chez Whatman. Après un temps de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) puis par de l'eau milliQ (10 mL) puis réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le 25 papier est alors séché à l'air. E. Greffage d'une couche de poly(éthylamino) phénylène sur du papier (Exemple E). La 4-(2-aminoéthyl)aniline (Sigma Aldrich) 30 (2 mmol, 272,4 mg) est transformée en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration.Le sel de diazonium correspondant est dissous dans une solution de HC1 à 0,25 N puis 2 mL de H3P02 à 50% en masse sont introduits afin de provoquer la réduction des sels de diazonium en solution (pour plus d'information, voir [7]).

Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 de chez Whatman. Après un temps de de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) puis par de l'eau milliQ (10 mL) puis réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. F. Greffage d'une couche de poly(thiol) 20 phénylène sur du papier (Exemple F). Le 4-aminobenzènethiol (Sigma Aldrich) (2 mmol, 250,4 mg) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) 25 par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration. Le sel de diazonium correspondant est dissous dans une solution de HC1 à 0,25 N puis 2 mL de H3P02 à 30 50% en masse sont introduits afin de provoquer la réduction des sels de diazonium en solution (pour plus d'information, voir [7]). Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 de chez Whatman. Après un temps de 1 à 6 h, le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) puis par de l'eau milliQ (10 mL) puis réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. G. Greffage d'une couche d'aminoaryl sur du papier (Exemple G). La 1,4 benzènediamine (Sigma Aldrich) est transformée en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration.

Le sel de diazonium est ensuite resuspendu dans de l'éther à froid (4°C) puis 4 équivalents de NaN3 (4 mmol, 260 mg) sont ajoutés et la solution revient à la température pendant 3 h. La solution résultante est filtrée afin de se débarrasser des sels. L'éther est évaporé à sec pour donner l'arylazide correspondant. Ce dernier est dissous dans l'eau ou dans un tampon biologique comme le PBS ou le TRIS à l'abri de la lumière. Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 ou CF1 de chez Whatman. Le papier est alors soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. H. Greffage d'une couche de carboxylaryl sur du papier (Exemple H).

L'acide 4 aminobenzoïque (Sigma Aldrich) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration.Le sel de diazonium est ensuite resuspendu dans de l'éther à froid (4°C) puis 4 équivalents de NaN3 (4 mmol, 260 mg) sont ajoutés et la solution revient à la température pendant 3 h. La solution résultante est 20 filtrée afin de se débarrasser des sels. L'éther est évaporé à sec pour donner l'arylazide correspondant. Ce dernier est dissous dans l'eau ou dans un tampon biologique comme le PBS ou le TRIS à l'abri de la lumière. Quelques gouttes de la solution ainsi 25 obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 ou CF1 de chez Whatman. Le papier est alors soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) 30 puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. J. Greffage d'une couche d'éthylaminoaryl sur 5 du papier (Exemple J). La 4-(2-aminoéthyl)aniline (Sigma Aldrich) est transformée en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au 10 dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration. Le sel de diazonium est ensuite resuspendu dans de l'éther à froid (4°C) puis 4 équivalents de NaN3 (4 mmol, 260 mg) sont ajoutés et la solution revient à 15 la température pendant 3 h. La solution résultante est filtrée afin de se débarrasser des sels. L'éther est évaporé à sec pour donner l'arylazide correspondant. Ce dernier est dissous dans l'eau ou dans un tampon biologique comme le PBS ou le TRIS à l'abri de 20 la lumière. Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 ou CF1 de chez Whatman. Le papier est alors soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Le papier est 25 alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. 30 K. Greffage d'une couche d'éthylcarboxylaryl sur du papier (Exemple K). L'acide 3-(4-aminophényl)propionique (Sigma Aldrich) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration.

Le sel de diazonium est ensuite resuspendu dans de l'éther à froid (4°C) puis 4 équivalents de NaN3 (4 mmol, 260 mg) sont ajoutés et la solution revient à la température pendant 3 h. La solution résultante est filtrée afin de se débarrasser des sels. L'éther est évaporé à sec pour donner l'arylazide correspondant. L'arylazide correspondant est dissous dans l'eau ou dans un tampon biologique comme le PBS ou le TRIS à l'abri de la lumière. Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 ou CF1 de chez Whatman. Le papier est alors soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air. L. Greffage d'une couche de thioaryl sur du 30 papier (Exemple L).

Le 4-aminobenzènethiol (Sigma Aldrich) est transformé en sel de diazonium par ajout de ce composé dans une solution de HBF4 à 48% en présence d'1,1 équivalent de NaNO2 (2,2 mmol, 151,8 mg) par rapport au dérivé de l'aniline. Le sel de diazonium est obtenu après précipitation dans l'éther et filtration. Le sel de diazonium est ensuite resuspendu dans de l'éther à froid (4°C) puis 4 équivalents de NaN3 (4 mmol, 260 mg) sont ajoutés et la solution revient à la température pendant 3 h. La solution résultante est filtrée afin de se débarrasser des sels. L'éther est évaporé à sec pour donner l'arylazide correspondant. L'arylazide correspondant est dissous dans l'eau ou dans un tampon biologique comme le PBS ou le TRIS à l'abri de la lumière. Quelques gouttes de la solution ainsi obtenue sont déposées sur un morceau de 2 cm x 2 cm d'une feuille de papier CF3 ou CF1 de chez Whatman. Le papier est alors soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Le papier est alors rincé sur un fritté par de l'eau milliQ (10 mL) puis par une solution de soude à 1 M (10 mL) et enfin par de l'eau milliQ (10 mL) avant d'être réacidifié avec une solution de HC1 à 1 M (10 mL). Le papier est alors séché à l'air.

IV.3. Greffage d'anticorps. A. sur les papiers des Exemples A, B, C, D, E, F, G, H et J. Des anticorps anti-ricine, anti-entérotoxine B de Staphyloccocus Aureus, anti-Bacillus antracis, anti- ovalbumine et anti-béta-lactoglobuline en solution dans du tampon PBS (1 mg/mL) sont mis en contact (200 pL) avec les papiers des Exemples A, B, C, D, E, F, G, H et J en présence d'une solution d'EDC/NHS (pour « 1-ethy1- 3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide/N-hydroxysuccini mide) à 50 mM et sont incubés avec les papiers pendant 12 h à 4°C. Les papiers sont ensuite rincés avec du tampon PBS puis ils sont bloqués avec une solution de BSA dans le PBS.

B. sur les papiers des Exemples F et L. Des anticorps anti-ricine, anti-entérotoxine B de Staphyloccocus Aureus, anti-Bacillus antracis, antiovalbumine et anti-béta-lactoglobuline en solution dans du tampon PBS (1 mg/mL) sont mis en contact (200 pL) avec les papiers des Exemples F et L et sont incubés 12 h à 4°C. Les papiers sont ensuite rincés avec du tampon PBS puis ils sont bloqués avec une solution de BSA dans le PBS.

VI.4. Greffage sur du papier d'anticorps modifiés par un bras arylazide. Des anticorps anti-ricine, anti entérotoxine B de Staphyloccocus Aureus, anti-Bacillus antracis, antiovalbumine et anti-béta-lactoglobuline sont modifiés avec des linkers possédant un groupe arylazide comme le composé ANB-NOS ou le composé Sulfo-SANPAH (Pierce, Thermo Fisher) de formule : -NOS 3052_ S AM?' Les anticorps ainsi obtenus sont purifiés par chromatographie. Du papier Whatman CF1 est imbibé avec 100 pL d'une solution de ces anticorps modifiés (1 mg/mL) avec le groupe arylazide puis les échantillons sont soumis à une irradiation à 385 nm pendant un temps variant de 1 à 5 min. Il faut noter que l'utilisation de ces groupes photo-activables permet de ne pas modifier ni altérer les biomolécules et leur activité biologique. Après la réaction photochimique, les papiers sont rincés avec du tampon PBS (1 mL). V. Utilisation d'un système microfluidique 3D 15 selon l'invention pour détecter la toxine botulique A. V.1. Conception du système. La Figure 9A présente les différentes couches du système microfluidique 3D selon l'invention. En faisant référence aux couches telles que 20 décrites pour le système du point I, le système mis en oeuvre pour détecter la toxine botulique comprend des couches (1) à (5) avec la partie support des couches (1), (3) et (5) en polymère PET et la (ou les) partie(s) de type canal fluidique des couches (3) et 25 (5) en cellulose ou en nitrocellulose.

Les couches (2) et (4) sont réalisées en scotch double-face avec l'évidement de la couche (2) laissé en l'état, alors que, dans les évidements de la couche (4), ont été emboîtées des parties en cellulose ou en nitrocellulose. Comme précédemment décrit les feuilles de polymère et les feuilles de cellulose sont découpées suivant le même motif, l'un étant le négatif de l'autre. L'ensemble des feuilles est maintenu à l'aide de scotch double face. Enfin, comme présenté à la Figure 9B, la couche (5) correspondant à l'étage d'analyse présente des parties de type canal fluidique fonctionnalisées, pour l'une, par un anticorps anti-toxine botulique A produit 15 par le CEA et, pour l'autre ci-après désigné « plot contrôle », par un anticorps chèvre anti-souris (Jackson Immunoresearch Laboratories Inc ; Code 115005-004). La partie canal fluidique de l'étage d'analyse (i.e. couche (5)) est en nitrocellulose et 20 les différents anticorps ont été immobilisés sur cette dernière de façon directe, par interaction électrostatique et ce, sans autre étape que le dépôt de la solution d'anticorps.

25 V.2. Résultats obtenus. Deux échantillons différents ont été testés sur des systèmes microfluidiques tels que préparés au point Le ler échantillon contient un anticorps de 30 souris anti-toxine botulique A marqué à l'or colloïdal (1 pg ; anticorps et marquage réalisé au CEA, Volland et al., 2007 [9])) sans toxine botulique A dans du tampon phosphate de potassium 0,1 M (pH 7,4) + NaC1 0,15 M + 1 mg/ml d'albumine bovine sérique + 0,01% d'azide de sodium. La Figure 10A présente le résultat obtenu suite au dépôt d'une goutte de 500 pl du ler échantillon, seul le plot contrôle étant coloré. Le 2nd échantillon contient un anticorps de souris anti-toxine botulique A marqué à l'or colloïdal (1 pg ; anticorps et marquage réalisé au CEA, Volland et al., 2007 [9])) et une région non toxique de la toxine botulique A reconnue par l'anticorps (100 ng/ml, protéine recombinante correspondant au domaine de liaison de la toxine botulique A ; la préparation de cette protéine recombinante étant décrite par Tavallaie et al., 2004 [10]) dans du tampon phosphate de potassium 0,1 M (pH 7,4) + NaC1 0,15 M + 1 mg/ml d'albumine bovine sérique + 0,01% d'azide de sodium. La Figure 10B présente le résultat obtenu suite au dépôt d'une goutte de 500 pl du 2nd échantillon, les deux plots étant colorés. Ces résultats montrent que la détection d'une toxine au niveau de la zone réactionnelle est réalisable.25 BIBLIOGRAPHIE 1. Demande internationale WO 2009/121037, au nom de President and Fellows of Harvard College, publiée le ler octobre 2009. 2. Martinez, A. et al., 2008, « Three- dimensional microfluidic devices fabricated in layered paper and tape », PNAS, vol. 105, pages 19606-19611. 3. Li, X. et al. , « Fabrication of paper-based microfluidic sensors by printing », Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, pages 564-570. 4. Lu, Y. et al., 2010, « Fabrication and characterization of paper-based microfluidics prepared in nitrocellulose membrane by wax printing », Anal. Chem., vol. 82, pages 329-335. 5. Demande internationale WO 2011/000047, au nom de Monash University, publiée le 6 janvier 2011. 6. Demande internationale WO 2010/003188, au nom de Monash University, publiée le 14 janvier 2010. 7. Demande internationale WO 2008/078052, au nom du CEA, publiée le 3 juillet 2008. 8. Demande internationale WO 2009/1211944, au nom du CEA, publiée le 8 octobre 2009. 9. Volland H., et al., 2008, « A sensitive sandwich enzyme immunoassay for free or complexed Clostridium botulinum neurotoxin type A. », J. Immunol. Methods, vol. 330, pages 120-129. 10. Tavallaie, M., et al., 2004. « Interaction between the two subdomains of the C-terminal part of the botulinum neurotoxin A is essential for the generation of protective antibodies. », FEBS Lett., vol. 572, page 299.

Claims

REVENDICATIONS1) Système microfluidique 3D comprenant une pluralité de couches empilées les unes sur les autres, caractérisé en ce qu'au moins une desdites couches est constituée d'une fere et d'au moins une 2nde parties, distinctes l'une de l'autre, avec la 2nde partie poreuse et mouillable par une solution d'intérêt s'emboîtant dans un évidement de la fere partie non poreuse et/ou non mouillable par ladite solution d'intérêt.
2) Système microfluidique 3D selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fere partie est : - poreuse et hydrophobe ; - non poreuse et hydrophile ; ou - non poreuse et hydrophobe ; la (ou les) 2nde(s) partie(s) étant hydrophile(s) et poreuse(s).
3) Système microfluidique 3D selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite fere partie est choisie dans le groupe constitué par un film, poreux ou non poreux, de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de polyéthylène (PE) ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de polypropylène (PP) ; un film, poreux ou non poreux, ou une une membrane, poreuse ou non poreuse, contenant du fluor telle qu'un film, poreux ou non poreux, ou une membrane, poreuse ou non poreuse, en polyfluorure de vinylidène (PVDF)hydrophobe ; une membrane, poreuse ou non poreuse, de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ; un film copolymère, poreux ou non poreux, comprenant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène ; un film, poreux ou non poreux, copolymère comprenant du fluorure de vinylidène et de l'hexafluoropropylène ; un film, poreux ou non poreux, de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(n-butyl acétate) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(benzyl méthacrylate) ; un film, poreux ou non poreux, de poly(chlorotrifluoroéthylène) ; une membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse échangeuse d'ions, fonctionnalisée par des groupements hydrophobes ; un polymère styrénique comme une résine polystyrène avantageusement poreuse ; un film, poreux ou non poreux, de polyacrylonitrile ; un film, poreux ou non poreux, de polyméthacrylonitrile ; un film, poreux ou non poreux, de polyimide tel que du Kapton® et un de leurs mélanges.
4) Système microfluidique 3D selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite 2nde partie est choisie dans le groupe constitué par du papier notamment de nature cellulosique ; du papier coton ; de l'agarose ; de la gélatine ; de la cellulose ; de la méthylcellulose ; de la carboxyméthylcellulose ; de la nitrocellulose ; de l'ester acétate de cellulose ; un alginate ; une polyoléfine ; une membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse, échangeuse d'ions, fonctionnalisée par des groupements hydrophiles telle qu'une membraneNAFION ; une résine de type Séphadex conditionnée en membrane ou une membrane de PVDF ; un tissu en fibre de verre ; un gel de polyacrylamide ; un gel de sépharose ou un de leurs mélanges.
5) Système microfluidique 3D selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fere partie est : - poreuse et hydrophile ; - non poreuse et hydrophile ; ou - non poreuse et hydrophobe ; la (ou les) 2nde(s) partie(s) étant hydrophobe(s) et poreuse(s).
6) Système microfluidique 3D selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que ladite fere partie est choisie dans le groupe constitué par du papier ; du papier coton ; de l'agarose ; de la gélatine ; de la cellulose ; de la méthylcellulose ; de la carboxyméthylcellulose ; de la nitrocellulose ; de l'ester acétate de cellulose ; un alginate ; une polyoléfine ; une membrane et, notamment une membrane échangeuse d'ions, fonctionnalisée, avantageusement par radiogreffage, par des groupements hydrophiles telle qu'une membrane NAFION ; une résine de type Séphadex conditionnée en membrane ou une membrane de PVDF ; un tissu en fibre de verre ; un film non poreux de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane non poreuse de polyéthylène (PE) ; une membrane non poreuse, de polypropylène (PP) ; un film non poreux de polyimide tel que du Kapton® ; un gel depolyacrylamide ; un gel de sépharose ou un de leurs mélanges.
7) Système microfluidique 3D selon l'une quelconque des revendications 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite 2nde partie est choisie dans le groupe constitué par du papier rendu hydrophobe par traitement, un film poreux de polyéthylène téréphtalate (PET) ; une membrane poreuse de polyéthylène (PE) ; une 10 membrane poreuse de polypropylène (PP) ; un film poreux ou une membrane poreuse contenant du fluor telle qu'un film poreux ou une membrane poreuse en polyfluorure de vinylidène (PVDF) hydrophobe ; une membrane poreuse de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ; un film copolymère 15 poreux comprenant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène ; un film copolymère poreux comprenant du fluorure de vinylidène et de l'hexafluoropropylène ; un gel polyacrylamide ; un film poreux de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; un film 20 poreux de poly(n-butyl acétate) ; un film poreux de poly(benzyl méthacrylate) ; un film poreux de poly(chlorotrifluoroéthylène) ; une membrane poreuse et, notamment une membrane poreuse échangeuse d'ions, fonctionnalisée par des groupements hydrophobes ; un 25 polymère poreux styrénique comme une résine polystyrène poreuse ; un film poreux de polyacrylonitrile ; un film poreux de polyméthacrylonitrile et un de leurs mélanges. 30
8) Système microfluidique 3D selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractériséen ce qu'il comprend au moins une couche uniquement constituée d'un support non poreux et/ou non mouillable par une solution d'intérêt et évidé au niveau d'une ou plusieurs zones définies.
9) Système microfluidique 3D selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente, entre au moins deux couches consécutives, un élément apte à solidariser ces deux couches ensemble et/ou à garantir l'étanchéité entre ces deux couches.
10) Système microfluidique 3D selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit élément se présente sous forme d'un scotch® double face, d'un film étirable du type film film étirable micro-onde Saran ou d'un dérivé d'un primaire d'adhésion supporté.
11) Dispositif comprenant un système 20 microfluidique 3D tel que défini à l'une quelconque des revendications précédentes.
12) Procédé de fabrication d'un système microfluidique 3D tel que défini à l'une quelconque des 25 revendications 1 à 10, ledit procédé comprenant les étapes consistant à : al) préparer, dans une couche d'un matériau non poreux et/ou non mouillable par une solution d'intérêt, un évidement ; 30 bl) découper, dans une couche d'un matériau poreux et mouillable par ladite solution d'intérêt, aumoins une forme conforme à l'évidement préparé à l'étape (al) ; ci) emboîter dans l'évidement préparé à l'étape (al) la forme découpée à l'étape (b1), moyennant quoi 5 une couche dudit système microfluidique 3D est obtenue ; di) éventuellement répéter les étapes (al), (b1) et (ci) ; et el) assembler les différentes couches du 10 système microfluidique 3D.
13) Utilisation d'un système microfluidique 3D tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou susceptible d'être préparé par un procédé de 15 fabrication selon la revendication 12 pour détecter et éventuellement quantifier au moins un analyte éventuellement présent dans une solution d'intérêt ou dans un fluide gazeux d'intérêt. 20
14) Utilisation d'un système microfluidique 3D tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou susceptible d'être préparé par un procédé de fabrication selon la revendication 12 pour purifier au moins un analyte présent dans une solution d'intérêt ou 25 dans un fluide gazeux d'intérêt.
15) Utilisation selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que ledit analyte est choisi dans le groupe constitué par une molécule d'intérêt 30 biologique ; une molécule d'intérêt pharmacologique ; une toxine ; un glucide ; un peptide ; une protéine ;une glycoprotéine ; une enzyme ; un substrat enzymatique ; un récepteur nucléaire ou membranaire ; un agoniste ou un antagoniste d'un récepteur nucléaire ou membranaire ; une hormone ; un anticorps polyclonal ou monoclonal ; un fragment d'anticorps tel qu'un fragment Fab, F(ab')2, Fv ou un domaine hypervariable ou CDR pour « Complementarity Determining Region » ; une molécule nucléotidique ; un polluant, avantageusement organique, de l'eau ; un polluant, avantageusement organique, de l'air ; une bactérie et un virus.