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Theses Year : 2010

Digital Milli-fluidic for microbiology

Milli-fluidique digitale pour la microbiologie

(1) ,
1
Jérôme Bibette
  • Function : Scientific advisor

Abstract

In France, we all know one of the Ministry of Health slogans: "antibiotics are not automatic." The main objective of this campaign was to inform people so they have a better use of antibiotics in order to preserve their effectiveness. Indeed, over-consomation of antibiotics has encouraged the emergence of mutant organisms more resistant to treatment. But the mutations are usually long process. Before even mutate, organizations have the ability to resist antibiotic underdosing. This resistance is measured in the application in pharmacology. Measures used to determine the methods revealed in antibiotic dosage, but with a very low resolution on concentration. Technological advances in the field of miniaturization since the 1980s have helped to generate structures confined to the micron scale. These methods technically meet necessitated in the field of microbiology. Indeed, the micro-fluidic chips enable transport and handling of very small amounts of samples. These chips integrate series of successive operations for biological analysis. Micro-fabrication are also used to produce a controlled manner and periodic drops very monodisperse emulsion. In these drops can retain biological compounds of interest. A major focus of microfluidics is the use of emulsion droplets as bio-reactor. This means that applications of digital microfluidic technologies are diversifying in the field of microbiology. In this thesis, we developed a scaling tool than microfluidics. This tool is part of technical processes named milli-fluidics. Routes developed consist of capillaries of sub-millimeter section connected to each other by means of machined parts for this purpose. Although this area is a ladder on top of microfluidics, it is governed by the same laws as microfluidics. We focused on the transposition in milli-fluidic micro-fluidic functions, including on the co-encapsulation of organizations and antibiotics gout. This in order to measure the bacterial antibiotic activity due to different stress intensities, by the development of an automated instrument.
Nous connaissons tous un des slogans du ministère de la santé : "les antibiotiques, c’est pas automatique". Le principal objectif de cette campagne était d’informer les gens pour qu’ils aient une meilleure utilisation des antibiotiques, afin de préserver leur efficacité. En effet, la sur-consomation des antibiotiques a favorisé l’émergence d’organismes mutants de plus en plus résistants aux traitements. Mais les mutations sont en général des processus longs. Avant même de muter, les organismes ont la possibilité de résister à un sous dosage en antibiotique. Cette résistance est mesurée dans le cadre d’applications en pharmacologie. Les méthodes de mesures employées révèlent déterminent le sous dosage en antibiotique, mais avec une très faible résolution sur la concentration. Les progrès technologiques accomplis dans le domaine de la miniaturisation depuis les années 1980 ont permis d’engendrer des structures confinées à l’échelle du micron. Ces procédés répondent techniquement aux nécessitées dans le domaine de la microbiologie. En effet, les puces micro-fluidiques permettent le transport et la manipulation de très petites quantités d’échantillons. Ces puces intègrent en série des opérations successives permettant des analyses biologiques. Les micro-fabrications sont également utilisées pour produire de façon contrôlée et périodique des gouttes d’émulsion très monodisperses. Dans ces gouttes il est possible de retenir des composés d’intérêt biologiques. Un axe majeur de la micro-fluidique est l’utilisation de gouttes d’émulsion comme bio-réacteur. Ceci implique que les applications des technologies de micro-fluidique digitale se diversifient dans le domaine de la microbiologie. Au cours de cette thèse, nous avons développé un outil d’échelle supérieure à la micro-fluidique. Cet outil fait partie de procédés techniques nommés milli-fluidique. Les circuits mis au point sont constitués de capillaires de section sub-millimétrique connectés les uns aux autres au moyen de pièces usinées à cet effet. Même si ce domaine est une échelle au-dessus de la micro-fluidique, il est régi par les même lois que la micro-fluidique. Nous nous sommes focalisés sur la transposition en milli-fluidique de fonctions micro-fluidique, et notamment, sur la co-encapsulation d’organismes et d’antibiotiques en goutte. Cela dans le but de mesurer l’activité bactérienne soumise à différentes intensités de stress antibiotique, par la mise au point d’un instrument automatisé.
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Dates and versions

tel-01116366 , version 1 (13-02-2015)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01116366 , version 1

Cite

Fabien Bertholle, Jérôme Bibette. Milli-fluidique digitale pour la microbiologie. Chimie analytique. Université Pierre et Marie Curie UPMC Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01116366⟩
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