Photo: Goyette et al., Polytechnique Montréal
Pour son édition 2021, notre dossier des Découvertes de l’année offre une place aux jeunes! En plus des textes réguliers de nos journalistes, nous avons demandé à des élèves de la quatrième année du secondaire du Collège Sainte-Anne de Lachine de nous présenter à leur façon les découvertes primées.
La science d’ici vue par les jeunes d’ici!
Un nouveau dispositif, conçu par un groupe de chercheurs de la Polytechnique de Montréal, remplacera peut-être bientôt les robots pipeteurs dans les laboratoires. L’invention, qui est toujours en développement, permet la manipulation de plusieurs fluides au-dessus d’une minuscule surface sans la toucher. Leur machine pourrait faciliter le travail de nombreux chercheurs dans différents domaines, comme la recherche pharmaceutique, en diagnostic, la recherche sur le cancer et en biologie. Elle est beaucoup plus petite, moins coûteuse et plus rapide que les robots pipeteurs tant utilisés par ces chercheurs.
Pierre-Alexandre Goyette, Étienne Boulais, Maude Tremblay et Thomas Gervais ont réussi à construire une machine qui semble bien fantastique, mais qui est plus compliquée qu’elle n’en a l’air. La machine fait passer quelques liquides différents, qui peuvent être des médicaments ou des produits chimiques, par de minuscules tuyaux pour que des réactions aient lieu. « C’est comme un bloc de matériaux imprimés en 3D, explique Thomas Gervais. On a des trous ici et chaque tuyaux qui entre par le côté s’en va vers un de ces trous. Et donc, maintenant, je suis capable avec des pompes d’injecter des fluides par ces trous-là ou de les aspirer. »
Et tout cela se passe dans un espace grand comme une pièce de 25 sous. La machine est faite de fins tuyaux collés ensemble, reliés à des pompes, qui reposent sur une surface comme une boîte de pétri. Lorsqu’on manipule des fluides dans des très petits tuyaux ou espaces, les liquides ne se mélangent pas; c’est une propriété des fluides à petite échelle. Cela permet aux différentes substances de se toucher directement sans se mélanger, et donc de faire beaucoup d’expériences en même temps sur un très petit espace.
D’autre part, la machine est aussi capable de faire des motifs de couleur et de les imprimer en les projetant sur la surface d’une boîte de Petri. Si par exemple la machine détecte une réaction à un virus ou une bactérie, elle peut afficher une couleur qui signale la présence de celui-ci dans l’échantillon. « Et à la fin de l’expérience, explique Thomas Gervais, on est capable de faire une image, et cette image-là nous permet de mesurer la concentration des antigènes que l’on a détectés. »
Une des grandes difficultés que les chercheurs ont rencontrées est la compréhension de la théorie derrière la formation de motifs, car, bien qu’ il n’y ait pas de mur entre les fluides, ils ne se mélangent pas. L’autre défi a surgi durant la fabrication : l’assemblage de la machine a nécessité de nombreux essais, et beaucoup de patience, pour attacher tous les tuyaux à la machine sans que la colle ne bouche les trous.
Mais cette invention, malgré 5 ans de recherche, n’est pas encore prête pour le public scientifique. Les chercheurs souhaitent faire encore plus d’expériences en parallèle; leur record est 144. Thomas Gervais mentionne aussi la possibilité de fonder une compagnie, d’utiliser un ordinateur pour programmer des séquences, et rendre la machine automatique. Bien des possibilités les attendent!
Auteurs: Joy Sun, Katie Wang, Emma Hu, Louis-Thomas Rioux, Shupeng Yuan, Isaac Caplette, Justin Fung et David Valiquette
Lisez la présentation de cette découverte par l’équipe de Québec Science.
