Micromélangeur à advection chaotique pour l’hybridation des puces à ADN

Chaotic Advection mixing system for DNA chip hybridization

Résumé

Nous présentons des simulations numériques d’un système de micromélangeur à advection chaotique pour l’hybridation des puces à ADN. Pour obtenir la meilleure réponse possible des puces, il est d’une importance capitale d’assurer une dispersion homogène des molécules d’ADN partout dans la “chambre d’hybridation” dans laquelle la puce est placée. Pour l’écoulement considéré (très simple et périodique en temps), nous comparons les sections de Poincaré obtenues par simulation numérique directe de l’écoulement avec des visualisations sur une maquette à l’échelle 10 : 1, avec un très bon accord. Nous étudions alors, à débit fixé, l’influence de la période de l’écoulement, et montrons l’existence d’un compromis entre l’absence de zones régulières et limitation du volume total. Les résultats illustrent l’importance des simulations numériques pour l’optimisation de tels procédés.

Abstract

Numerical and experimental studies of a micromixing system based on chaotic advection for improved DNA chip hybridization are presented. Homogeneous dispersion of particles inside the chamber is of primary importance to achieve the best sensitivity of the chip. The numerical Poincaré sections of the 3D, time periodic, flow are compared with experimental visualizations, with good agreement. We show that a trade off exists between absence of regular islands and small enough total volume of fluid. The results illustrate the potential for optimization of such devices based on numerical simulations.