Le cancer est dû à une proliferation incontrôlée de cellules dans une partie l’orgnisme, tandis qu’une métastase est la propagation du cancer à différentes parties de l’organisme via la circulation sanguine. Ces dernières années, les cellules tumorales circulantes (CTC) sont devenues incontournables pour leur rôle dans la progression métastatique. Ces cellules proviennent du site tumoral primaire et expriment des biomarqueurs spécifiques de la propagation du cancer. Leur détection et leur analyse peuvent fournir des informations précieuses pour le diagnostic, le dépistage précoce et la surveillance du cancer. L'objectif de ce projet est de développer un microsystème fluidique integrant un biocapteur permettant à la fois de piéger et cultiver ces cellules rares et d’analyser les biomarqueurs sécrétés. Le biocapteur sélectionné est basée sur une détection sans marquage utilisant des matériaux plasmoniques (or, Au) et la nanostructuration (matrice de nanotrous, NHA). Les surfaces d'or ont été fonctionnalisées avec une monocouche mixte alkylée/PEGylée permettant l'immobilisation covalente d'anticorps anti-biomarqueur de CTC. Deux stratégies d'immobilisation covalente ont été étudiées: (i) la chimie click sans cuivre utilisant du dibenzocyclooctyne (SPAAC) et une activation enzymatique site-spécifique, et (ii) la chimie conventionnelle carbodiimide/NHS via le couplage des amines pour l’analyse comparative. La caractérisation de surface a été réalisée par XPS, AFM et spectroscopie infra-rouge. L'analyse SPRi a été utilisée pour évaluer l'efficacité de la biodétection. Il a été démontré que la chimie click SPAAC conduit à une reconnaissance des cibles 3 fois plus élevée qu’avec la chimie conventionnelle. La chimie click SPAAC permet donc l’immobilisation d'anticorps site- spécifique et orientée sur les surfaces d'or fonctionnalisées.Ensuite, pour piéger les cellules cancéreuses, un dispositif microfluidique en PDMS a été fabriqué via un protocole de moulage. La caractérisation de l'actionnement des vannes et de la fonctionnalité de l'unité de piègeage a d'abord été réalisée à l'aide de microbilles, puis de la lignée cellulaire MCF7 du cancer du sein métastatique. Afin de verifier les concentrations de biomarqueurs sécrétés par les CTC, un dosage ELISA de l’Interleukine-6 (IL-6) et de la fibronectine a été réalisé sur les cellules de cancer métastatique ovarien SK-OV-3. Les résultats indiquent 5-50 pg/mL pour IL-6 et 600-800 pg/mL pour la fibronectine. Une configuration intégrée a été développée avec le biocapteur NHA dans le dispositif microfluidique pour la detection en temps reel et l’analyse multiplexe de ces concentrations de biomarqueurs. Des biomarqueurs associés au cancer, à savoir l'interleukine-6 (IL-6) et le récepteur soluble du facteur de nécrose tumorale 2 (TNFR2), ont été injectés dans le microsystème pour caractériser l'efficacité de la biodétection utilisant l'approche d'immobilisation optimale des anticorps anti-IL-6 sur la surface du biocapteur. Nous avons mis en evidence une difference significative entre la detection spécifique de IL-6 et la detection non spécifique de TNFR2. Cependant pour des concentrations de l’ordre du ng/mL ou pg/mL, notre dispositif n’est pas suffisamment sensible probablement à cause de la mauvaise qualité du dépôt d’or sur les NHA. Le système développé dans ce travail offre une voie pour étudier les effets de différents traitements chimiothérapeutiques sur les CTC en culture à partir d'échantillons de sang de patients cancéreux. Les résultats obtenus devraient contribuer au développement d'un diagnostic précis du cancer et de traitements personnalisés.