Résumé

L’utilisation du champ électrique comme un moyen pour interagir avec le vivant a mené à de nombreuses applications dans les laboratoires de recherche et dans l'industrie : thérapie génique, traitement des tumeurs, électrochemiotherapie, fusion cellulaire, diagnostic de cancer et caractérisation des tissus biologiques. En s’appuyant sur le phénomène de polarisation d’une cellule biologique, l’électrorotation permet l’identification de ses propriétés diélectriques en analysant l’évolution de sa vitesse de rotation dans un champ électrique tournant et ceci en fonction de la fréquence d’excitation. Dans ce contexte, nous développons un dispositif micro-fluidique, qui à l’échelle d’une cellule (≈10μm), est dédié à la détermination de leurs propriétés électro-physiologiques, en étudiant leur réponse à ce champ tournant et ceci en regard de sollicitations externes (variation d’osmolarité, application d’impulsions de perméabilisation). La mise en œuvre s’appuie sur un positionnement de la cellule par diélectrophorèse négative dans la zone d’analyse, simultanément à la génération du champ tournant d’électro-rotation dont l’étude du spectre en fréquence permet d’extraire les paramètres diélectriques de la cellule. Le suivi des paramètres est alors un moyen d’avoir une image de l’état physiologique cellulaire. Un procédé micro-technologique a été mis en place, en environnement salle blanche, sur un substrat en verre (transparent) permettant la réalisation d’électrodes (en Chrome/Or) pour la génération du champ couplé à la réalisation d’un réseau microfluidique (en PDMS ou SU8). Un système d’observation doté d’une caméra rapide permet l’acquisition d’images et l’analyse de la vitesse de rotation de la cellule pour la détermination du spectre d’électro-rotation. Un modèle est ensuite utilisé de manière à fitter les paramètres diélectriques de la cellules à l’aide d’un modèle simple coque. Les premiers résultats obtenus ont permis de valider que chaque type cellulaire, suivant son état physiologique, a un comportement diélectrophorétique propre. Ses résultats doivent permettre à terme d’avoir un modèle diélectrique cellulaire image de l’état cellulaire.