La technologie FluidFM repose sur un levier (cantilever) qui contient un canal microfluidique connecté à un contrôleur de pression et disposant d’une ouverture circulaire de 8 µm de diamètre. Ce canal est rempli d’air et immergé dans un liquide. En appliquant une pression positive dans le canal microfluidique, une bulle d’air peut être formée au niveau de l’ouverture du levier.© TBI (CNRS/Inrae/INSA Toulouse)
Des chercheurs et chercheuses du Toulouse Biotechnology Institute (TBI, CNRS/INSA Toulouse/Inrae), du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes (LAAS-CNRS, CNRS) et de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich, Suisse) ont combiné l’AFM et la microfluidique pour produire des bulles d’air microscopiques, stables et dont la surface peut être fonctionnalisée. Ces résultats sont publiés dans la revue Journal of Colloid and Interface Science.
Pour cela, l’équipe a utilisé le système commercial FluidFM de façon originale. Il est basé sur des leviers AFM contenant un canal microfluidique, lui-même relié à un générateur de pression très précis. La technique développée par les chercheurs consiste à remplir ce canal microfluidique d’air, puis à l’immerger dans un liquide. Une pression positive appliquée dans le canal permet ainsi de former des bulles, dont la taille est variable en fonction de cette pression.
Trois microorganismes modèles ont été étudiés avec ce système: une microalgue d’intérêt biotechnologique, ainsi qu’une bactérie et une levure pathogènes impliquées dans des infections nosocomiales. Les résultats ont montré, dans le cas des levures, qu’elles interagissaient à la fois via des interactions hydrophobes et électrostatiques avec les bulles, permettant de révéler toute la complexité de ces interactions. La technique développée permet également de fonctionnaliser les bulles, c’est-à-dire de recouvrir leur surface avec des molécules permettant de contrôler leur comportement.
L’équipe a ainsi réussi à moduler les interactions de bulles avec des bactéries. Les scientifiques appliquent à présent ces travaux à la séparation de microalgues d’un milieu liquide, une des étapes les plus coûteuses des procédés de production de microalgues à grande échelle.
Références:
Probing the interactions between air bubbles and (bio)interfaces at the nanoscale using FluidFM technology.
Irem Demir, Ines Lüchtefeld, Claude Lemen, Etienne Dague, Pascal Guiraud, Tomaso Zambelli, Cécile Formosa-Dague.
Journal of Colloid and Interface Science, 604 (2021), 785-797.
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2021.07.036
Source: CNRS INSIS