Micro-aimants permanents auto-assemblés pour le tri magnétique en microfluidique

Nous avons développé un processus de fabrication de micro-aimants, simple et innovant, basé sur l'auto-organisation de particules magnétiques dans une matrice polymère. Ces micro-aimants, intégrés en microsystème, ont permis la réalisation d’un dispositif fluidique de tri cellulaire performant.

Les fonctions magnétiques intégrées en dispositifs microfluidiques permettent une manipulation simple et fiable d’objets à l’échelle micrométrique et offrent un large éventail d’applications, du piégeage sélectif au tri à haut débit. Cependant, la fabrication d’aimants à l’échelle micrométrique et leur intégration en microsystème impliquent des processus complexes et coûteux. Nous avons démontré une approche originale pour intégrer des réseaux de grande densité de micro-aimants permanents dans un système microfluidique. Cette approche, basée sur des composites à base de particules ferromagnétiques dures et de polymère, a conduit à des systèmes autonomes et compacts qui ont été mis en œuvre avec succès pour la manipulation de microbilles super-paramagnétiques et le tri de cellules marquées magnétiquement. Les micro-aimants intégrés ont permis de générer des forces magnétiques de plusieurs nN, à l’état de l’art des performances obtenues avec les méthodes de microfabrication conventionnelles. Nous avons également combiné ces micro-aimants avec un milli-aimant externe pour ajouter un champ magnétique de fond dans tout le canal et ainsi attirer vers les micro-aimants les cibles circulant en haut du canal et améliorer leur aimantation. Nous avons utilisé trois approches pour étudier les performances de cette approche multi-échelle : la simulation numérique, la mesure de forces par AFM à sonde colloïdale et les expériences fluidiques, et démontré son potentiel.

Contact: Anne-laure Deman 

Référence: Cells 2021, 10, 1734. https://doi.org/10.3390/cells10071734 

INL CNRS
Représentation schématique d’un micro-aimant et des forces agissant sur une cible magnétique. Scan 2D d’une mesure par AFM de la force magnétique générée par un micro-aimant. Images du réseau de micro-aimants, de microbilles super-paramagnétiques piégées et de globules blancs, magnétiquement marqués, piégés.
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