Probing organization of multiple polymer chains confined in nanofluidic cavities

A pneumatically-actuated nanofluidic platform that has the capability of dynamically controlling the confinement environment of macromolecules in solution is presented in this thesis. We use this system to quantify the interactions of multiple confined DNA chains, a key problem in polymer physics with important implications for nanofluidic device performance and DNA partitioning/organization in bacteria and the eukaryotes. To begin the thesis, the study of DNA dynamics in slit-like confinement is reviewed and then we discuss the device fabrication method, the fast switching microscope setup and the experimental protocols/results. Lastly, we present preliminary data probing the transition between different dynamical states as involving two confined chains the confinement is varied from quasi-0D (cavity confinement) to quasi 1-D (nanochannel confinement).Une plateforme nanofluidique actionnée pneumatiquement, qui a la capacité de controller dynamiquement l'environnement confiné des macromolécules en solution, est présentée dans cette thèse. Nous utilisons ce système pour quantifier les interactions de multiples molécules d'ADN confinées, un problème fondamental pour la physique des polymères avec des implications importantes pour la performance des dispositifs nanofluidiques et pour la partition/organisation de l'ADN dans les bactéries et les eucaryotes. Au début de la thèse, l'étude des dynamiques de l'ADN confiné dans une lamelle est examinée. La méthode de fabrication du dispositif, la commutation rapide de la configuration du microscope et les protocoles/résultats expérimentaux suivent. Enfin, nous présentons les données préliminaires investiguant la transition entre différents états dynamiques de deux molécules quand le confinement varie de quasi-dimension zéro (confinement en cavité) à quasi-unidimensionnel (confinement en nanocanal)