Brevet FR3067043A1 — publié le 20181207

Procédé de détection optique La présente invention concerne la détection de la sensibilité d'un polymère à un composé, en particulier celle d'un biopolymère à une enzyme. Dans la suite du document, on appelle 'polymère' selon l'invention un 5 polymère naturel ou synthétique, homopolymère ou hétéropolymère, dont la structure peut être cristalline, amorphe ou hybride (amorphe et cristalline), ou un mélange de 'polymères' définis comme ci-dessus. Le polymère selon l'invention (unique ou mélange) peut être complémenté par un agent chimique créant des liaisons covalentes entre les chaines du polymère (ou du 10 mélange de polymères). Cet agent chimique peut être une résine thermodurcissable, fonction des chaines à lier. On appelle 'résine' un corps chimique ayant la capacité de former des liaisons covalentes avec le 'polymère' par un apport d'énergie de type thermique, photonique ou chimique. Par 'composé' on entend un agent chimique ou biologique ayant la capacité de 15 modifier chimiquement ou physiquement l'indice de réfraction et/ou la géométrie du dépôt de 'polymère'. Dans de nombreux domaines techniques et industriels, l'identification et l'étude d'enzymes ayant une activité de dégradation envers des polymères naturels ou synthétiques constituent un enjeu majeur. Par exemple, certaines enzymes de dégradation, par exemple hydrolytiques 20 constituent un outil essentiel pour générer des biocarburants à partir de la biomasse riche en lignocelluloses. Plus précisément, la paroi végétale est une structure complexe formée de polymères enchevêtrés (cellulose, hémicelluloses, lignines, pectines, etc.) ; les enzymes de dégradation sont par exemple employées pour rompre les chaines cellulosiques et 25 hémicellulosiques en des sucres destinés à être fermentés afin de créer du bioéthanol, entre autres applications. A cet effet, il est intéressant d'employer des dispositifs techniques qui permettent la détection, de manière rapide, simple et fiable, de l'activité de dégradation d'une enzyme, ou d'une combinaison d'enzymes, envers un polymère ou une combinaison 30 de polymères. Il est en particulier courant de mettre en oeuvre des dispositifs colorimétriques dédiés, qui utilisent des réactions chimiques pour révéler l'activité enzymatique. Ces 3067043 dispositifs colorimétriques emploient pour cela des colorants ou des indicateurs chimiques de détection. La plupart des tests enzymatiques qui existent permettent d'étudier une enzyme ou un type de microorganisme exprimant une enzyme sous le format de plaque multi-puits dans les puits de laquelle on vient ajouter un substrat (par exemple un polymère) qui, sous l'action de l'enzyme, se transforme en un produit fluorescent ou coloré. Ce format nécessite de produire des substrats modifiés (ajout d'une molécule fluorescente ou d'un composé chimique coloré). Il est aussi possible de révéler la présence d'un produit réactionnel par ajout d'un réactif chromogénique. Dans ces deux cas, les volumes de matériel sont de quelques microlitres au minimum. Il demande des outils robotiques évolués et coûteux, et des capteurs de photons extrêmement sensibles. Les dispositifs colorimétriques, pour la détection de l'activité hydrolytique envers un ou plusieurs polymères, sont ainsi souvent complexes à utiliser, nécessitent de nombreuses manipulations et réactifs. Lorsqu'aucun substrat ou réactif chromogénique n'est utilisé, il est nécessaire d'employer des outils analytiques comme la spectrométrie de masse, la chromatographie, la spectrométrie infra-rouge ou encore la résonance magnétique nucléaire. Malgré les nombreux avantages de ces outils (sensibilité, spécificité de détection de l'acte catalytique), ils nécessitent des équipements coûteux et demandent une expertise particulière pour leur utilisation. D'autres dispositifs utilisent l'interférométrie pour détecter l'activité de dégradation d'un polymère. Ces dispositifs comportent pour cela au moins un mince film transparent de polymère rapporté sur un support réfléchissant (classiquement du silicium). L'épaisseur de ce film transparent est comprise dans une gamme de valeurs permettant l'apparition d'une couleur particulière due à un phénomène optique d'interférences, du fait qu'une partie du rayon incident est réfléchie à l'interface air/film, tandis qu'une autre partie du rayon incident est réfractée puis réfléchie à l'interface film / support. L'interférence des rayons réfléchis et des rayons réfractés crée une figure d'interférences. La couleur résultante correspond à la longueur d'onde où le phénomène d'interférences constructives est 30 maximal. Un dispositif de ce type est décrit dans la demande FR 2 962 545, étant prévu en particulier pour détecter l'activité hydrolytique envers un polymère, typiquement un 3067043 3 polysaccharide, constituant principalement le matériau du film transparent mince déposé sur le support réfléchissant. Les études menées ont montré que, pour un temps d'incubation de quelques dizaines de minutes, cette méthode possède un seuil de sensibilité de 125 à 1 000 fois plus 5 faible que les méthodes classiquement employées dans l'identification d'enzymes. Cette méthode présente toutefois certaines limitations. Elle provoque en effet une importante perte de matière lors de la fabrication du film mince puisqu'une grande partie de la surface du support doit être revêtue de polymère, et ce de manière continue, pour permettre la manifestation d'interférences lumineuses. En 10 utilisant la technologie d'enduction centrifuge, la perte de matière est considérable (plus de 90%), ce qui présente un inconvénient majeur en vue d'une industrialisation, ou bien lorsque le polymère à tester n'est disponible qu'en très faible quantité. L'étalement d'un unique polymère ou d'un unique mélange de polymères par support représente également une limite de cette méthode. 15 Il existe donc un besoin pour un nouveau procédé de détection d'activité enzymatique remédiant à tout ou partie des inconvénients ci-dessus, et en particulier ne nécessitant pas une grande quantité de polymère, et/ou permettant de tester aisément plusieurs polymères et/ou plusieurs enzymes avec un même dispositif. L'invention vise également à disposer, si cela est souhaité, d'un procédé 20 permettant de mesurer précisément et quantitativement l'hydrolyse d'un polymère par une enzyme, par exemple en suivant la cinétique d'hydrolyse. Procédé de détection Selon un premier objet, la présente invention concerne un procédé de détection de la sensibilité d'un polymère ou d'un mélange de polymères à un composé, comportant 25 les étapes consistant à: - exposer au moins un micro-dépôt, de préférence de forme lenticulaire, comportant le polymère ou le mélange de polymères, au composé, - détecter un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière réfléchie ou transmise par ce micro-dépôt, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction de ce micro-dépôt, sous l'effet d'une interaction entre le polymère ou le mélange de polymères et le composé. 3067043 4 L'étape d'exposition du ou des micro-dépôts au composé peut comprendre une période d'incubation à température ambiante, qui peut durer par exemple de 1 à 240 minutes. Cette étape peut être suivie d'une étape de lavage et d'une étape de séchage. Lorsque l'interaction entre le polymère et le composé est une dégradation du 5 polymère par le composé, le micro-dépôt contenant le polymère va diminuer de volume. Si le polymère n'est pas sensible au composé mis en présence, le micro-dépôt contenant le polymère va maintenir son volume et sa forme. La diminution de volume des micro-dépôts provoque, à l'échelle macroscopique, une différence d'aspect par rapport à ceux conservant leur volume. Cette 10 différence de contraste peut être observable à l'oeil nu. Ainsi, selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, une comparaison de l'aspect d'un ensemble de micro-dépôts exposé au composé et d'un ensemble de micro- dépôts non exposé au composé est effectuée, en vue de détecter un changement d'aspect. Cette comparaison peut s'effectuer sans agrandissement, en lumière réfléchie. 15 Selon un mode de réalisation, l'observation de l'apparition du contraste s'effectue à l'aide d'un ou plusieurs instruments de mesure appropriés, notamment à l'aide d'une caméra et de préférence d'un programme de traitement d'image. Ce programme peut notamment détecter automatiquement une variation d'aspect et l'apparition d'un contraste, voire le quantifier. 20 L'invention permet aussi de mesurer la dégradation des micro-dépôts en mesurant l'altération de la réponse optique de champ lointain des micro-dépôts. Cette méthode offre une très bonne sensibilité due à la taille micrométrique des dépôts et permet une lecture quantitative facile et peu coûteuse à mettre en oeuvre, grâce à l'observation simple à l'aide d'une caméra ou de tout autre capteur d'intensité. 25 Dans un tel procédé selon l'invention, plusieurs micro-dépôts peuvent être exposés au composé et la détection du changement de la distribution spatiale de l'intensité lumineuse s'effectue par l'observation de ces micro-dépôts. La détection du changement de la distribution spatiale peut notamment être observée avec ou sans grossissement. 30 Le ou les micro-dépôts peuvent être éclairés par une source ponctuelle ou linéaire, mieux linéaire. 3067043 5 L'observation de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière peut s'effectuer au voisinage de la réflexion spéculaire, notamment dans une plage 00-2,50 à partir de la réflexion spéculaire. L'observation du changement de la distribution spatiale peut s'effectuer avec 5 un capteur matriciel. Les micro-dépôts peuvent être disposés selon tout type d'arrangement, périodique ou non. Les micro-dépôts peuvent notamment être disposés sous forme de réseau ou de matrice. Selon un mode de réalisation, les micro-dépôts sont disposés en un réseau 10 périodique et éclairés avec une lumière cohérente, notamment de type LASER. L'observation de la distribution spatiale de la lumière dans une figure de diffraction produite par le réseau permet de mesurer la dégradation des micro-dépôts. Une information concernant la variation du volume du micro-dépôt peut être générée à partir du changement observé, par comparaison à des données de référence, 15 celles-ci pouvant être expérimentales ou obtenues par modélisation à partir de la forme des dépôts. - Le composé peut être une enzyme, l'interaction entre le composé et le polymère étant de préférence une dégradation du polymère par le composé. L'interaction ci-dessus peut s'accompagner d'une variation d'une figure 20 d'interférences au niveau de chaque micro-dépôt. La variation de la figure d'interférences offre lorsqu'elle existe un moyen de mesure plus fin de l'interaction. La détection d'une variation d'une figure d'interférences, lorsqu'elle existe, peut s'effectuer par interférométrie. De préférence, cette détection par interférométrie s'effectue 25 après grossissement de la figure d'interférences observée sur chaque micro-dépôt. La détection par interférométrie peut s'accompagner avantageusement de la reconstruction du volume du micro-dépôt à partir de la localisation des franges d'interférences. L'épaisseur des micro-dépôts est de préférence comprise entre 100 nm et 5000 nm, mieux entre 100 et 1500 nm, l'épaisseur de chaque micro-dépôt passant 30 avantageusement par un seul maximum. Ainsi, selon un mode de réalisation, chaque micro-dépôt a une surface extérieure convexe. 3067043 6 La plus grande dimension des micro-dépôts est de préférence comprise entre 10 itm et 100 De préférence, les micro-dépôts ont un contour de forme sensiblement circulaire. 5 Les micro-dépôts, d'échelle micrométrique, sont de préférence déposés de façon à former des macro-motifs discernables les uns des autres à l'oeil nu, d'échelle millimétrique. Ces macro-motifs sont de préférence distants et disjoints les uns des autres. Les macro-motifs peuvent être disposés comme les puits d'une grille multipuits pour dépôt robotisé, par exemple une grille à 96 puits. 10 Cela peut faciliter l'emploi d'outils robotiques pour déposer un ou plusieurs composés à tester sur les macro-motifs et ensuite l'analyse des variations d'aspect éventuelles au niveau de chaque macro-motif, de façon analogue à l'observation d'une réaction au sein de chaque puits. Selon un mode de réalisation préféré, les micro-dépôts sont disposés sous la 15 forme de points de trame (classique ou stochastique ), l'espacement entre les points de trame étant de préférence suffisamment faible pour que le revêtement formé par les micro- dépôts apparaisse, au sein d'un macromotif, continu à l'oeil nu à 25 cm de distance. La trame peut être régulière, ainsi que la taille des micro-dépôts. Autrement dit, chaque micro-dépôt peut ne pas être discernable à l'oeil nu, tandis que les macro-motifs le sont. 20 Il existe de nombreuses techniques qui permettent de réaliser un tel arrangement de micro-dépôts : la photolithographie (Rao et al, 2014), le microcontact (Voskuhl, et al, 2014) et l'impression jet d'encre (Komuro, et al, 2013). Selon un mode de réalisation préféré, les micro-dépôts sont obtenus par impression par jet d'encre. 25 Les avantages de l'impression jet d'encre sont la faible valeur des volumes éjectés (de l'ordre du picolitre, modulable selon les propriétés du liquide ou les paramètres d'éjection, permettant une grande densité de micro-dépôts), l'absence de contact avec le support solide (supprime tout dommage du support et/ou de la tête d'impression), l'existence d'un réservoir d'encre externe à la tête d'impression, qui rend possible la 30 réalisation de plusieurs milliers de macro-motifs de micro-dépôts avant épuisement de l'encre, ce qui améliore grandement la reproductibilité des dépôts, et une haute cadence d'impression, par exemple jusqu'à 500 gouttelettes à la seconde. 3067043 7 Les micro-dépôts sont typiquement situés sur un support solide ou flexible, plan ou non, de préférence un support réfléchissant. Le support est de préférence non poreux et lisse. En variante, le support est nanostructuré pour aider au contrôle de la 5 mouillabilité. Selon un mode de réalisation, le support consiste en un matériau opaque ou transparent présentant une surface supérieure ayant des propriétés réfléchissantes. Par « réfléchissante », on entend ici une réflexion optique totale ou partielle, de type spéculaire. La réflexion concerne de préférence la plage de longueurs d'ondes du 10 domaine visible. Le support consiste avantageusement en une galette de silicium (couramment dénommée « wafer »). De préférence, les micro-dépôts sont situés sur un support hydrophobe. L'hydrophobie du support réduit le risque de coalescence de gouttelettes lors de 15 l'impression, et facilite l'obtention d'une forme convexe vers l'extérieur. Le support peut être rendu hydrophobe par toute technique connue de l'homme du métier, comme par exemple le traitement par des composés perfluorés, tels que des composés porteurs de groupes perfluorocarbonés. On peut citer en exemple le traitement par le gaz Ces. Le support peut présenter un revêtement hydrophobe de 100 nm 20 d'épaisseur ou moins, sur lequel les micro-dépôts sont réalisés. Le composé dont on étudie l'interaction avec le polymère ou le mélange de polymères est typiquement une enzyme ou un ensemble d'enzymes, l'interaction entre le composé et le polymère étant de préférence une dégradation enzymatique, notamment une hydrolyse enzymatique du polymère par le composé. 25 A titre d'enzyme particulièrement adaptée, on peut citer les enzymes de type hydrolase. Lors de l'étape d'exposition des micro-dépôts au composé, ce dernier est de préférence en solution, notamment en solution aqueuse. Lorsqu'il s'agit d'une enzyme, celle-ci est typiquement en solution aqueuse, 30 dans des conditions propices à une hydrolyse enzymatique. Par « hydrolyse enzymatique », on désigne un mécanisme mis en oeuvre par une enzyme de type hydrolase, catalysant une réaction biochimique d'hydrolyse. 3067043 8 Parmi les enzymes de type hydrolase, on peut citer en particulier les enzymes ayant une activité hydrolytique envers les biopolymères. Parmi ces enzymes aptes à hydrolyser des biopolymères, on peut citer en particulier les glycosides hydrolases, qui incluent les glycosidases. 5 Par « glycoside hydrolases », on englobe entre autres les xylanases, les cellulases, les chitinases, les pectinases, les mannases, et la Cellulyve (marque déposée). Parmi les enzymes hydrolytiques de biopolymères, on peut citer par exemple les protéases, les estérases, les nucléases, les ligninases. Le polymère étudié par le procédé de l'invention est de préférence présent dans 10 les micro-dépôts selon une teneur comprise de 99,5% à 95% en poids par rapport au poids total desdits dépôts. Le polymère peut être choisi parmi les biopolymères. De tels biopolymères peuvent se présenter sous une forme isolée (c'est-à-dire des chaînes de polymères distinctes), agrégée (c'est-à-dire des chaînes de polymères 15 entremêlées) ou cristallisée (c'est-à-dire des chaînes de polymères organisées selon un motif répétitif ordonné). De préférence, le polymère est un bio-polymère, notamment choisi dans le groupe constitué par les oligosaccharides et polysaccharides tels que la cellulose, le xylane, la pectine, le chitosane, la chitine, le xyloglucane, et l'arabinoxylane ; les peptides et les 20 protéines tels que l'albumine de sérum bovin ou humain et la gluténine ; les acides nucléiques tels que les acides désoxyribonucléiques et les acides ribonucléiques ; la cutine, la subérine et la lignine. Le polymère est avantageusement immobilisé sur le support. Cette immobilisation peut être générée par des liaisons (i) de type covalentes 25 ou « chimiques » (réticulation) et/ou (ii) de type non covalentes ou « physiques » (électrostatiques, hydrogènes, force de Van der Waals). Dans le cas (i) ci-dessus, les micro-dépôts contiennent par exemple une résine présente selon une teneur comprise de 0,5% à 5% en poids par rapport au poids total des micro-dépôts, cette résine étant de préférence une résine thermodurcissable, par exemple 30 mélamine-formaldéhyde. 3067043 9 Pour le choix et la mise en oeuvre d'une telle résine, on peut se référer aux documents suivants : Ducéré et al. Sensors and Actuators B: Chemical 2005, 106(1), 331334, Wu et al. Separation and Purification Technology 2009, 68(1), 97-104, et Schuler et al. Biomacromolecules 2001, 2(3), 921-926. 5 Par exemple, la réticulation par des résines mélamine-urée-formaldéhyde ou mélamine-formaldéhyde (désignées encore « MUF » ou « MF ») présente les avantages suivants : - la réaction de réticulation peut avoir lieu avec de nombreuses fonctions chimiques (alcool, amine, phénol), permettant ainsi de réticuler un grand nombre de 10 classes de biopolymères ; - il existe des formulations de résine soluble dans l'eau; - la réticulation est simple : le monomère est stable à température ambiante et il réagit lorsque le film est porté à 90°C en atmosphère sèche pendant une heure, ce traitement étant compatible avec la majorité des biopolymères. 15 Dans le mode de réalisation où le composé est une enzyme, le procédé selon l'invention permet d'analyser l'activité de dégradation enzymatique de polymères, ou mélanges de polymères, naturels, typiquement de biopolymères tels que des polysaccharides ou des lignines, ou de polymères synthétiques, dans un contexte où le nombre d'enzymes à tester est grand et le coût du test est réduit. L'invention permet de 20 réaliser le test sur le terrain, à l'oeil nu, sans équipement particulier. Lorsque l'interaction entre le polymère et le composé provoque une dégradation du polymère par le composé, le micro-dépôt contenant le polymère va diminuer de volume. Si le polymère n'est pas sensible au composé mis en présence, le micro-dépôt contenant le polymère va maintenir sensiblement son volume et sa forme. 25 La diminution de volume des micro-dépôts provoque, à l'échelle macroscopique, une différence d'aspect par rapport à ceux conservant sensiblement leur volume. Cette différence de contraste est observable à l'ceil nu. Selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, une comparaison de l'aspect d'un ensemble de micro-dépôts exposé au composé et d'un ensemble de micro-30 dépôts non exposé au composé est effectuée, en vue de détecter un changement d'aspect. Cette comparaison peut s'effectuer sans agrandissement, en lumière réfléchie. 3067043 10 Selon un mode de réalisation, l'observation de l'apparition du contraste s'effectue à l'aide d'un ou plusieurs instruments de mesure appropriés, notamment à l'aide d'une caméra et de préférence d'un programme de traitement d'image. Ce programme peut notamment détecter automatiquement une variation d'aspect et l'apparition d'un contraste, 5 voire le quantifier. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de détection de la sensibilité d'un polymère à un composé, comportant les étapes consistant a: - exposer un arrangement périodique-de micro-dépôts, notamment de forme 10 lenticulaire, comportant le polymère, au composé, - détecter en exposant cet arrangement périodique à une lumière adaptée, notamment cohérente, un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière diffractée par ce réseau, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction des micro-dépôts de cet arrangement sous l'effet d'une interaction entre le polymère et le 15 composé. L'invention permet 1) d'identifier le composé ou le mélange de composés qui par exemple dégrade le plus efficacement un polymère ou un mélange de polymères et 2) de classer un ensemble de composés ou de mélange de composés par rapport à leur cinétique par exemple de dégradation d'un polymère ou d'un mélange de polymères. 20 L'invention permet si on le souhaite de remonter à la perte de volume des dépôts solides induite par la dégradation du fait de la réaction enzymatique. Il permet de faire ceci soit de façon quantitative dans le contexte d'un laboratoire à l'aide d'un système optique, soit de façon qualitative sur le terrain à l'oeil nu ou potentiellement de façon quantitative à l'aide d'un instrument de lecture portable. 25 Des avantages du procédé selon des variantes préférées de mise en oeuvre de l'invention sont les suivants : possibilité d'étudier un composé unique ou un cocktail de composés, capacité à déposer un biopolymère/polymère ou un ensemble de polymères ou mélanges de polymères de compositions différentes sur un même support, au niveau 30 d'un même motif ou d'un macro-motif à l'autre, - détection de l'interaction composé-polymère sans utilisation de marqueur, 3067043 11 - niveau de sensibilité équivalent ou meilleur aux techniques biochimiques classiques utilisant un substrat fluorogène ou chromogène pour un temps d'incubation équivalent, - possibilité de moduler la dynamique de détection en fonction du type 5 d'échantillon testé (propriétés physico-chimiques du dépôt), - intégration d'un double niveau d'analyse : a) macroscopique permettant de visualiser s'il y a hydrolyse ou pas à l'oeil nu, b) macroscopique à l'aide d'instrument compatible au système de détection avec les technologies embarquées sur les téléphones portables récents permettant d'extraire des données quantitative sur les activités des 10 composés. Dans le cadre du diagnostic fonctionnel d'écosystèmes microbiens ou de souches isolées, la capacité de fabriquer un test enzymatique à bas coût, jetable, et donnant rapidement une réponse est d'un intérêt certain. En effet, que ce soit pour des applications environnementales (performances de dégradation d'un polymère polluant), en santé 15 humaine (dégradation du mucus intestinal par des commensales opportunistes, ou des pathogènes), ou en alimentation animale (performances de dégradation des fibres alimentaires par l'écosystème digestif ou par des cocktails d'enzymes exogènes rajoutés dans l'alimentation pour augmenter l'efficacité énergétique), le dosage semi-quantitatif des activités de dégradation de polymères est un pré-requis nécessaire à la caractérisation et à 20 l'ingénierie des écosystèmes pour optimiser les services rendus (au niveau environnemental, ou pour la santé de l'hôte quand il s'agit d'écosystème humain ou animal). L'utilisation actuelle d'enzymes dans certains secteurs industriels (textile, alimentation humaine et animale) demande au cours de la production de réaliser des tests 25 pour vérifier la conformité du produit final, et le procédé selon l'invention trouve ainsi à s'appliquer également au contrôle qualité. L'invention a encore pour objet un procédé de détection d'un changement d'état d'un polymère sous l'action d'un composé auquel le polymère est sensible, comportant les étapes consistant à: 30 - exposer au moins un micro-dépôt de forme lenticulaire, comportant le polymère, à des conditions provoquant un changement d'état au moins partiel, - détecter un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière réfléchie ou transmise par ce micro-dépôt, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction de ce micro-dépôt sous l'effet de ce changement d'état. Dispositif L'invention concerne aussi un dispositif, particulièrement adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention tel que défini plus haut, comportant : - un support, 3067043 12 - une pluralité de micro-dépôts individualisés portés par le support, de préférence de forme lenticulaire, chaque micro-dépôt comportant au moins un polymère sensible à un composé. Les caractéristiques de l'invention décrites ci-dessus en référence au procédé 5 valent également pour le dispositif, et inversement. Les micro-dépôts peuvent être disposés de façon suffisamment proche pour que l'effet d'interaction entre le polymère et le composé soit visible à l'oeil nu sous forme d'un contraste d'intensité. Ensemble 10 L'invention a encore pour objet un ensemble comportant un dispositif selon l'invention et un composé interagissant avec ledit polymère pour conduire à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction des micro-dépôts. Cette variation peut résulter d'une réaction de dégradation enzymatique entre le polymère et le composé. Procédé de fabrication du dispositif 15 L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un dispositif selon l'invention, comportant le dépôt par impression sur le support de points d'une encre contenant ledit polymère pour former les micro-dépôts. Selon un mode de réalisation préféré, ce procédé de fabrication comprend une étape de réticulation de l'encre de manière à convertir les points d'encre en des micro- 20 dépôts solides individualisés. Le procédé peut comporter la modification de la mouillabilité du support préalablement à l'impression des micro-dépôts, afin d'ajuster l'épaisseur des micro-dépôts, notamment d'obtenir une forme convexe pour ceux-ci et de jouer sur l'homogénéité de l'épaisseur. 25 Encre aqueuse L'invention a encore pour objet une encre, de préférence aqueuse, particulièrement adaptée à la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un dispositif selon l'invention, comportant : - le polymère, 30 - un liant, de préférence une résine, notamment mélamine formaldéhyde, et 3067043 13 - un co-solvant organique choisi pour permettre la formation d'un micro- dépôt de forme convexe lors du séchage de l'encre, de préférence du diméthylsulfoxyde (DMSO). De préférence, la teneur en polymère dans l'encre est comprise de 1 mg/mL à 5 10 mg/mL par rapport au volume de l'encre. De préférence, la teneur en résine dans l'encre est comprise 0,01 mg/mL et 0,1 mg/mL par rapport au volume de l'encre. La viscosité de l'encre à 20°C est de préférence comprise entre 5 mPa.s et 20 mPa.s, préférentiellement égale à 15 mPa.s +/- 3 mPa.s., notamment à 17 mPa.S. 10 La tension de surface est par exemple de 62 mN.m-1, étant de préférence inférieure ou égale à 70 mN.m-1. L'encre est de préférence conditionnée dans une cartouche pour imprimante à jet d'encre. Elle est de préférence dépourvue de pigments et de colorants. 15 La présence du co-solvant organique est utile pour éviter l'effet "tache de café" lors du séchage de l'encre, conduisant à la formation d'un dépôt d'épaisseur moins homogène sur le support. D'autres solvants que le DMSO sont utilisables, par exemple l'éthylène glycol, ou le N,N-diméthylformamide (DMF) , entre autres. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée 20 qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente en vue de dessus un exemple de dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente de façon schématique à échelle agrandie un macro25 motif, - la figure 3 représente en coupe des micro-dépôts, - la figure 4 illustre l'observation d'un micro-dépôt en réflexion, avant dégradation, - la figure 5 illustre l'effet de la dégradation sur la distance focale, 30 - les figures 6A à 6D représentent des images obtenues par observation au microscope optique des microlentilles, 3067043 14 - la figure 7 est un résultat de simulation faisant apparaître le lien entre la dégradation et l'intensité à angle d'observation fixe, - la figure 8 est un extrait d'un film d'acquisition par translation des profils de microlentilles, acquise à 2° d'angle par rapport à la réflexion spéculaire, 5 - la figure 9 représente une comparaison entre le volume des micro-lentilles mesuré par AFM et celui mesuré par le procédé selon l'invention, - la figure 9 illustre l'effet de la solution enzymatique sur les micro-dépôts, - les figures 10 et 11 illustrent l'effet de la dégradation enzymatique sur des microlentilles, 10 - la figure 12 est une comparaison de l'activité enzymatique selon différents degrés de dilution, obtenue à partir d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 13 illustre l'intensité de la réflexion des micro-dépôts à différents angles pour différentes dilutions de la solution enzymatique. On a représenté à la figure 1 un exemple de dispositif 1 selon l'invention, 15 comportant un support 10 qui est par exemple une plaque de silicium rendue hydrophobe, sur lequel sont formés des macro-motifs 20 sous la forme par exemple de carrés disposés avec des espacements respectifs Dx et Dy dans des directions X et Y, correspondant à ceux des puits d'une plaque à puits conventionnelle. Le côté D d'un macro-motif 20 fait par exemple entre 3 et 5 millimètres et les 20 valeurs Dx et Dy sont par exemple comprises entre 3 et 5 mm également. Chaque macro-motif 20 qui présente une taille millimétrique est formé d'une trame de micro-dépôts 21, ceux-ci étant suffisamment rapprochés pour donner à Pceil nu à chaque macro-motif 20 un aspect uniforme. Par exemple, l'écartement dx dans la direction X et celui dy dans la direction Y, sont compris entre 50 et 340 micromètres, voire 50 et 100 25 micromètres, le diamètre d d'un micro-dépôt 21 étant par exemple compris entre 10 et 100 micromètres et sa hauteur h (qui correspond à l'épaisseur) entre 100 et 1500 nanomètres Dans l'exemple considéré, les micro-dépôts 21 sont déposés par impression jet d'encre avec un espacement régulier. L'encre présente une formulation adaptée à la formation d'une surface extérieure convexe. 30 De préférence, les micro-dépôts 21 permettent, du fait de la différence d'indice de réfraction avec le support 10, ainsi qu'au caractère réfléchissant du support 10, la formation de franges d'interférences telles que des anneaux de Newton. Ces figures 3067043 15 d'interférences peuvent être observées au microscope en éclairant le dispositif I avec de la lumière blanche. Le dispositif 1 peut être utilisé en déposant sur chaque macro-motif 20 une goutte G d'un composé à tester, comme illustré aux figures 10 et 11. Selon qu'une réaction 5 de dégradation du polymère par hydrolyse se produit ou non, le changement d'aspect du macro-motif 20 peut être observé à l'oeil nu. On a représenté sur la figure 11 en haut au milieu la situation où il n'y a pas de réaction entre l'enzyme et le polymère, la réaction d'hydrolyse étant nulle, et en bas à gauche le cas où l'hydrolyse est partielle, voire totale en bas à droite, ce qui permet la 10 détection de l'enzyme. Cette approche qualitative peut être complétée par une approche quantitative par examen à l'aide d'un système optique qui permet de visualiser l'activité de dégradation d'un ou plusieurs produit(s) chimique(s) sur les dépôts de polymère. Ce système est composé par exemple d'une source lumineuse éclairant à angle 15 fixe la surface du dispositif et d'un capteur optique (caméra ou autre) collectant la lumière réfléchie par les micro-dépots agissant comme des microlentilles. Le capteur permet d'extraire des données quantitatives sur la vitesse de dégradation des dépôts grâce à l'impact de la dégradation sur la réponse optique des microlentilles. Une simple lecture de l'intensité lumineuse visible dans les motifs dégradés 20 suffit alors pour quantifier la perte de matière. En effet, lors de la dégradation des lentilles, comme illustré aux figures 4 et 5, leur réduction en diamètre et en épaisseur change leur distance focale et par conséquent leur ouverture numérique. Ainsi, l'évolution de la quantité de lumière reçue à un angle donné est fonction de cette dégradation. On a représenté sur les figures 6A à 6D des images de microlentilles selon 25 l'invention, éclairées par une source lumineuse à quatre LEDs. La figure 6A correspond à une mise au point sur le support, montrant la position des micro-dépôts. La figure 6B correspond à une mise au point à +1- 100 gm de la surface, mettant en évidence la formation d'une image de la source. 30 Les figures 6C et 6D illustrent le déplacement de l'image de la source lors du déplacement latéral de la source lumineuse, confirmant l'effet de lentille. 3067043 16 Pour l'acquisition des taux de dégradation du polymère des microlentilles, deux méthodes sont possibles : - à angle fixe : la source lumineuse et la caméra sont positionnées de façon statique de part et d'autre du substrat et celui-ci défile par un mouvement de translation. On 5 extrait pour chaque motif le profil d'intensité produit par la dégradation de celui-ci par l'enzyme. Des exemples de profil d'intensité sont donnés à la figure 8, acquis à 2° d'angle par rapport à la réflexion spéculaire. La figure 7 donne un résultat de simulation montrant la relation entre la dégradation et l'intensité à angle fixe. 10 - à angle variable : la position d'intérêt est éclairée par une source et la caméra tourne autour de l'échantillon sur un axe. La figure 13 donne l'intensité de la réflexion à différents angles pour différentes dilutions de solution enzymatique. En extrayant les données obtenues par la seconde méthode à un angle spécifique, on obtient un ensemble de données équivalent à la première méthode. 15 EXEMPLES Exemple 1 Le polymère utilisé est l'arabinoxylane. Première étape : Préparation de l'encre Une encre aqueuse apte à l'impression par jet d'encre a été préparée selon les 20 spécificités ci-après : 3067043 17 Arabinoxylane Mégazyme- 5 mg/mL wheat Arabinoxylan - Medium viscosity 22cSt - 323 Kd molecular weight Mélamine formaldéhyde (résine) 0,025 mg/mL eResimene AQ-7551, INEOS Melamines DMSO CAS 67-68-5 10% vol Chlorohydrate de 0,004mg/mL Poly(allylamine) PAH - Polyscience Mw-120000- 200000 g/mol Acide Chloridrique HCI 0,01rnI\4 La viscosité de l'encre obtenue est de 15 mPa.s (à la température d'éjection 2030°C) et la tension de surface est de l'ordre de 50 Nm (à la température d'éjection). 5 Deuxième étape : Modification du support Un wafer de silicium est utilisé comme support. Afin d'obtenir des dépôts de forme convexe et éviter l'étalement des gouttelettes, la face supérieure du wafer est traitée par Ces pour être rendue hydrophobe. Troisième étape : Impression par jet d'encre 10 L'encre préalablement préparée a été chargée dans une imprimante à jet d'encre et des points d'encre sont imprimés sur le support, selon des points de trame. Les paramètres d'impression sont : température d'éjection de l'encre : température ambiante (20°C-30°C), volume d'éjection des gouttelettes (par micro-dépôt) : 65 pL +/- 5 pL, 15 épaisseur de micro-dépôt : inférieure à 1 gm, vitesse d'éjection des gouttelettes : 5 à 6 m/s, et 3067043 18 - macro-motif : matrice carrée de 4 cm de côté avec espacement entre deux micro-dépôts au sein du macro-motif égal à 70 iam. Quatrième étape : Réticulation thermique des dépôts d'encre Le support sur lequel les points d'encre liquide ont été déposés est placé à 5 130°C pendant 10 à 180 minutes jusqu'à réticulation complète de la résine et solidification des micro-dépôts. Mise en oeuvre du dispositif de détection Le dispositif ainsi fabriqué a été mis en oeuvre pour étudier la cinétique de dégradation du polymère présent dans les dépôts, à savoir l'arabinoxylane, par des 10 solutions enzymatiques de xylanase commerciale présentant chacune un niveau d'activité différent. Tout d'abord, le dispositif a été immergé dans de l'eau à 37°C pendant 2 heures, puis immergé dans une solution aqueuse de BSA (albumine de sérum bovin) à 0,25 g/L à 37°C pendant 1 heure, afin de passiver la surface entre les dépôts de polymère, ce qui 15 améliore la sensibilité des mesures. Des solutions de xylanase de concentration différentes ont été réalisées, présentant des activités enzymatiques allant de 0,23 nkat/mL (dilution à 102 400 - test n°2) jusqu'à 14,8 nkat/mL (dilution à 1 600 - test n°8). Une goutte de 7 FiL de chacune ces solutions est déposée sur un macro-motif 20 correspondant. À titre de témoin, une goutte de tampon acétate est déposée sur un autre motif. Après 60 minutes d'incubation à température ambiante, rinçage à l'eau et séchage du dispositif, des résultats différents pour chaque concentration ont été observées à l'oeil nu (cf. Tableau ci-dessous). 25 N° test Activité enzymatique (nkat/mL) Facteur de dilution (par rapport Résultat observé à la solution commerciale de xylanase) (à l'oeil nu) 1 (témoin) 0 - - 2 0,23 102 400 - 3 0,46 51 200 - 4 0,92 25 600 + 5 1,85 12 800 ++ 6 3,7 6 400 +++ 3067043 19 7 7,4 3 200 +++ 8 14,8 1 600 +++ Ce test a permis d'estimer un seuil de sensibilité approximativement situé à 0,92 nkat/mL (soit 6,4.10 nkat). La figure 9 montre la bonne corrélation entre des mesures du volume des 5 microlentilles effectuées par AFM et des mesures selon l'invention. Exemple 2 La figure 12 représente une photographie d'un ensemble de macro-motifs selon l'invention ayant été mis en contact avec différentes concentrations de xylanase (14,8 - 0,23 nkat/mL) durant 60 minutes après hydratation par immersion dans de l'eau pendant 10 2 heures à 37°C suivie d'une passivation pendant 1 heure dans une solution de BSA à 0,25 g/L à 37°C. Cette photographie fait apparaître la limite de détection à l'oeil nu pour un facteur de dilution de 25600. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de la sensibilité d'un polymère ou d'un mélange de polymères à un composé, comportant les étapes consistant à: - exposer au moins un micro-dépôt (21) de forme lenticulaire, comportant le polymère ou le mélange de polymères, au composé, - détecter un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière réfléchie ou transmise par ce micro-dépôt, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction de ce micro-dépôt, sous l'effet d'une interaction entre le polymère 10 ou le mélange de polymères et le composé. 2. Procédé selon la revendication 1, plusieurs micro-dépôts étant exposés au composé et la détection du changement de la distribution spatiale de l'intensité lumineuse s'effectuant par l'observation de ces micro-dépôts, notamment avec grossissement. 3. Procédé selon la revendication 1, le ou les micro-dépôts étant éclairés par 15 une source ponctuelle ou linéaire, mieux linéaire. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'observation de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière s'effectuant au voisinage de la réflexion spéculaire, notamment dans une plage 0°-2,5° à partir de la réflexion spéculaire. 20 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'observation du changement de la distribution spatiale s'effectuant avec un capteur matriciel. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une information concernant la variation du volume du micro-dépôt est générée à partir du 25 changement observé, par comparaison à des données de référence. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, l'épaisseur des micro-dépôts étant comprise entre 100 et 5000 nm. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, la plus grande dimension des micro-dépôts étant comprise entre 10 et 100 microns. 30 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'épaisseur de chaque micro-dépôt passant par un seul maximum. 3067043 21 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque micro-dépôt (21) ayant une surface extérieure convexe. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, la détection du changement de la distribution spatiale étant observée sans grossissement. 5 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les micro- dépôts étant disposés sous forme de points de trame. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les micro-dépôts étant disposés selon un réseau périodique et éclairés avec une lumière cohérente, et l'on observe la distribution spatiale de la lumière dans une figure de diffraction produite 10 par le réseau, afin de mesurer la dégradation du polymère. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les micro-dépôts (21) étant disposés selon des macro-motifs (20) distants les uns des autres, de préférence disposés comme les puits d'une grille multi-puits pour dépôt robotisé. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les micro- 15 dépôts étant situés sur un support (10) réfléchissant. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, les micro-dépôts étant situés sur un support hydrophobe. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le composé étant une enzyme, l'interaction entre le composé et le polymère étant de préférence une 20 dégradation du polymère par le composé. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, le polymère étant un bio-polymère, notamment choisi parmi dans le groupe constitué par les oligosaccharides et polysaccharides tels que la cellulose, le xylane, la pectine, le chitosane, la chitine, le xyloglucane, et l'arabinoxylane ; les peptides et les protéines tels que 25 l'albumine de sérum bovin ou humain et la gluténine ; les acides nucléiques tels que les acides désoxyribonucléiques et les acides ribonucléiques ; la cutine, la subérine et la lignine. 19. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant : 30 - un support (10), 3067043 22 - une pluralité de micro-dépôts (21) individualisés portés par le support, de forme lenticulaire, chaque micro-dépôt comportant au moins un polymère sensible à un composé. 20. Dispositif selon la revendication 19, la plus grande dimension des micro- 5 dépôts étant comprise entre 10 et 100 microns. 21. Dispositif selon l'une des revendications 19 et 20, l'épaisseur (h) de chaque micro-dépôt passant par un seul maximum. 22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, chaque micro-dépôt (21) ayant une surface extérieure convexe. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, les micro- dépôts étant disposés sous forme de points de trame. 24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, les micro-dépôts étant disposés selon des macro-motifs (20) distants les uns des autres, de préférence disposés comme les puits d'une grille multi-puits pour dépôt robotisé. 25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, les micro- dépôts (21) étant disposés de façon suffisamment proche pour que l'effet d'interaction entre le polymère et le composé soit visible à l'oeil nu sous forme d'un contraste d'intensité. 26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, le support étant réfléchissant. 27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 19 à 26, le support étant hydrophobe, notamment traité par un matériau fluoré. 28. Ensemble comportant un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 19 à 27 et un composé interagissant avec ledit polymère pour conduire à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction dudit dépôt, le composé étant 25 notamment une enzyme propre à dégrader le polymère. 29. Procédé de fabrication d'un dispositif tel que défini dans l'une quelconque des revendications 19 à 27, comportant le dépôt par impression sur le support de points d'une encre contenant ledit polymère pour former les micro-dépôts. 30. Encre aqueuse pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 29, 30 comportant : - le polymère, - un liant, de préférence une résine, notamment mélamine formaldéhyde, 3067043 23 un co-solvant organique choisi pour permettre la formation d'un micro-dépôt de forme convexe lors du séchage de l'encre, de préférence du DMSO. 31. Procédé de détection d'un changement d'état d'un polymère sous l'action d'un composé auquel le polymère est sensible, comportant les étapes consistant à: 5 - exposer au moins un micro-dépôt de forme lenticulaire, comportant le polymère, à des conditions provoquant un changement d'état au moins partiel, - détecter un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière réfléchie ou transmise par ce micro-dépôt, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction de ce micro-dépôt sous l'effet de ce changement d'état. 10 32. Procédé de détection de la sensibilité d'un polymère à un composé, comportant les étapes consistant à: - exposer un arrangement périodique-de micro-dépôts, notamment de forme lenticulaire, comportant le polymère, au composé, - détecter en exposant cet arrangement périodique à une lumière adaptée, 15 notamment cohérente, un changement de la distribution spatiale de l'intensité de la lumière diffractée par ce réseau, lié à une variation des dimensions et/ou de l'indice de réfraction des micro-dépôts de cet arrangement sous l'effet d'une interaction entre le polymère et le composé.