Génération de gouttes en microfluidique pour l'étude de la cellule unique, l'extraction liquide-liquide et la vectorisation.

High-throughput generation of nanoliter-sized droplets in microfluidic channels enables simultaneous monitoring of hundreds of reactions. Encapsulation of a single cell in these droplets opens the way to a better understanding of the heterogeneity present in biological organisms. This thesis first describes the development of a novel microfluidic technology dedicated to a high-throughput gene expression measurement of individual cells isolated in droplets and aims at refining the method of reverse transcription followed by a real-time polymerase chain reaction. In the second part, the droplet technology is used to study mass transfers between the dispersed and the continuous phase, illustrated by two applications of liquid-liquid extraction : one concerning the extraction of zinc, the other dealing with the purification of RNA in a cell. The last part is an introduction to a possible vectorization of active substances by means of phagocytosis using complex micrometer-sized emulsions generated in microsystems.La génération contrôlée et à haut débit de gouttes de volume caractéristique un nanolitre dans des canaux microfluidiques permet le suivi simultané de réactions dans des centaines de microréacteurs. En particulier, l'encapsulation d'une cellule par goutte ouvre la voie de l'étude de populations hétérogènes d'organismes biologiques au niveau de la cellule unique. Cette thèse décrit, dans une première partie, le développement d'un microsystème dédié à la mesure haut débit de l'expression de gênes d'intérêt de cellules individuelles isolées dans des gouttes, par la méthode de transcription inverse suivie d'une réaction de polymérisation en chaîne en temps réel. Dans une deuxième partie, la technologie de gouttes est mise à profit pour une étude fondamentale originale des transferts de masse entre une phase dispersée et une phase porteuse. Nous illustrons ce chapitre par deux applications de l'extraction liquide-liquide dans des microgouttes : la première concerne l'extraction du zinc sous forme ionique, la deuxième présente les premières étapes de la purification de l'ARN. Enfin, la dernière partie constitue une ouverture sur les applications potentielles de la génération d'émulsions micrométriques complexes pour la vectorisation de médicaments ou de vaccins par phagocytose