Plateforme SAW dédiée à la microfluidique discrète pour applications biologiques

Handling of SAW actuated droplets for biological applications

Résumé

Cet article rend compte de la fabrication d'une plateforme SAW (Surface Acoustic Wave) dédiée au transport de microgouttes de liquide. Les ondes acoustiques de surface utilisées sont générées à une fréquence d’environ 20 MHz par des transducteurs à peignes interdigités (IDT) réalisés sur un substrat piézoélectrique de Niobate de Lithium (LiNbO3). Nous prouvons qu'un prétraitement hydrophobe de surface améliore de manière significative le transport des gouttelettes par SAW. La trajectoire des microgouttes le long de voies réalisées par procédé chimique est alors contrôlée Il est ainsi possible de réaliser d'une manière différente de la gravure, un canal qui permet une trajectoire prédéfinie. Une caractérisation électrique de l'IDT est rapportée et les premiers résultats liés à la manipulation de microgouttes avec la plateforme SAW sont donnés. En particulier, une excitation pulsée est extrêmement efficace pour le transport de microgouttes comprimées entre deux plaques. Une telle situation est particulièrement intéressante lorsque des zones fonctionnalisées sont opérationnelles sur l’une de ces plaques. Ainsi ces zones devraient permettre une modification biochimique du microvolume de l’échantillon liquide calibré et mobile.

Abstract

This paper reports on the fabrication of a SAW platform dedicated to liquid microdroplet transport. Surface acoustic waves (SAW) at about 20 MHz are generated by interdigited transducers (IDT) laid on a LiNbO3 piezoelectric substrate. We show that a surface hydrophobic pretreatment significantly improves the transport of droplets actuated by SAW. Moreover the chemical design of hydrophilic tracks provides trajectory control for droplets moving along them. It is thus possible to design predefined trajectories in a different way than by channel etching. An electrical characterization of the IDT is reported and first results related to droplet handling with the SAW platform are given. In particular a RF pulsed excitation is experimentally demonstrated to be efficient for the transport of droplets squeezed between two planes. Such a situation is especially interesting when functionalized areas are patterned on one of these two planes. Thus a moving droplet brought sequentially into contact with them could undergo biochemical modifications.