Micro robot mobile : une symbiose parfaite entre dextérité et rapidité - 25/09/2002

L'aide à la manipulation de cellules in vitro fait partie des enjeux du génie biologique. Les miro-outils automatisés développés dans les laboratoires de micro robotique vont permettre la préhension de cellules, le déplacement, l'immobilisation, le tri, l'inspection et l'incision de membranes cellulaires. Le Laboratoire d'automatique de Besançon (LAB)(1) a développé un programme de recherche « Wireless Micromanipulation System » (WIMS). Objectifs : développer et commander un micro pousseur magnétique évoluant dans un milieu aqueux emprisonné entre deux lamelles de verre telles que celles utilisées pour des observations au microscope.

Plate-forme de micromanipulation de cellules et exemple de micropousseur.
© CNRS, LAB

Le principe d'actionnement du pousseur repose sur l'utilisation d'un champ magnétique créé par un aimant permanent. Cet aimant est situé sous les lamelles et est asservi en position. Le micro robot est élaboré avec un matériau ferromagnétique. Le déplacement de l'aimant permet donc de mouvoir le robot dans le milieu liquide contenu entre les deux lamelles.

Le micro robot mobile est un « pousseur » ferromagnétique capable de se déplacer entre deux lamelles de verre distantes d'une centaine de microns. On peut grâce à ce dispositif positionner des micro-objets jusqu'à 20 microns de diamètre avec une précision de l'ordre du micron. On peut également quantifier et contrôler l'effort appliqué sur l'objet manipulé afin de ne pas le détériorer. Les dimensions des pousseurs réalisés par micro fabrication s'étendent actuellement de 10 x 10 x 5 µm3 à 400 x 400 x 20 µm3.

Manipulation d'un ovocyte humain par un micropousseur d'un diamètre de 200 µm.
© CNRS, LAB

Ce moyen de micromanipulation en milieu liquide trouve naturellement ses applications en recherche biologique. Cet outil va permettre l'automatisation de tâches de manipulation longues et pénibles réalisées pour l'instant manuellement, par exemple dans le domaine de la fécondation in vitro. Plus généralement, ce pousseur magnétique est conçu pour assurer l'approvisionnement et le déchargement des postes de travail des futures micro-usines d'analyse et de traitement d'objets biologiques. Cette approche présente les avantages de ne pas être invasive et de pouvoir s'adapter sur des microscopes déjà existants.