Une puce électronique pour écrire l’ADN à grande échelle

Aperçu

Écriture électrochimique à haute densité de l’ADN sur puce CMOS pour un stockage moléculaire à grande échelle.

Guilhem LARRIEU, CR CNRS

Le projet SCALE développe une plateforme d’écriture d’ADN à haute densité reposant sur une puce CMOS intégrant des réseaux de micro-électrodes comptant plusieurs centaines de milliers de sites d’écriture simultanés, associés à une microfluidique automatisée à très faible volume.

Basée sur une approche électrochimique rapide, elle permet un contrôle local du pH pour activer la synthèse enzymatique d’ADN de façon massivement parallèle.

Mots clés : Puce CMOS, écriture sur ADN, contrôle électrochimique du pH, microfluidique, co-intégration, laboratoire sur puce, mégadonnées, apprentissage automatique, stockage moléculaire.

Les missions

Nos recherches

Comprendre les propriétés électrochimiques des micro-électrodes sur puce

Étudier les mécanismes de contrôle du pH local sur des micro-électrodes de dimensions micrométriques et sub-micrométriques. Analyser la cinétique de réaction, la stabilité et la dispersion du signal par des mesures électrochimiques corrélées à des simulations multi-physiques. Déterminer la géométrie optimale des électrodes conciliant vitesse, précision et compatibilité CMOS.

Concevoir la puce CMOS d’adressage massif

Concevoir une puce CMOS capable de délivrer des courants inférieurs au nanoampère sur un grand nombre de sites, avec homogénéité et fiabilité.

Co-Intégrer monolithique CMOS-microélectrodes-microfluidique

Mettre au point des procédés à basse température sur le CMOS pour déposer et connecter les micro-électrodes au métal de la puce CMOS. Développer un module microfluidique aligné avec la zone active de la puce pour des changements de solution rapide pour former un système “lab-on-chip” automatisé.

Démontrer l’écriture d’ADN à haute vitesse et forte parallélisation

Associer la puce CMOS-microfluidique aux chimies enzymatiques du PEPR pour démontrer la première écriture sur plusieurs centaines de milliers de sites simultanés, avec des cycles courts.