L'objectif du projet CAFEMICRO est de développer un capteur de fluorescence ultrasensible en utilisant l'exaltation de la fluorescence d'une molécule dans les interstices d'une nanostructure métallique. Cette nanostructure sera réalisée en utilisant la force de diélectrophorèse produite par des micro-électrodes dans un circuit microfluidique et agissant sur des nanoparticules d'or de forme anisotrope. L'intensité du champ entre les électrodes, la forme des nanoparticules et leur chimie sont autant de facteurs sur lesquels il faudra jouer pour obtenir des structures reproductibles et efficaces. Le contrôle du mouvement des particules et de leur assemblage combinera la spectroscopie de corrélation et l'analyse spectrale d'un signal intrinsèque aux particules, la luminescence. Avant d'atteindre le piégeage, l'analyse du mouvement de particules isolées servira à apporter des réponses sur l'homogénéité de la température au voisinage des électrodes et sur les effets électrocinétiques, avec une résolution spatiale submicronique. Au-delà de ces questions à la fois fondamentales et d'intérêt pratique pour les applications de la microfluidique, on peut illustrer le champ d'applications du capteur à travers deux exemples : la détection ultrasensible de molécules biologiques autofluorescentes ou celle de contaminants. Il sera également possible d'exploiter les possibilités de fonctionnalisation des surfaces des particules pour transformer ces assemblages en véritables plateformes de reconnaissance moléculaire pour développer une grande variété de capteurs  chimiques ou biologiques. Une des originalités de CAFEMICRO est de créer un capteur escamotable, par suppression du piégeage des particules, qui ne perturbe pas la fonctionnalité du système microfluidique. 

La réussite du projet s'appuie sur la synergie de trois champs de recherche : la microfluidique avec diélectrophorèse, la synthèse de particules métalliques et la spectroscopie optique à l'échelle de la particule unique. Chacun des trois laboratoires partenaires du projet maîtrise une des composantes, avec une complémentarité entre les compétences de SATIE et du LAC du point de vue de certaines  méthodes d'analyse optique. Des travaux antérieurs entre le LAC et SATIE ont déjà montré des synergies fructueuses. Citons les études complémentaires des propriétés de diffusion de la lumière et de luminescence de particules métalliques comme des bipyramides ou des nanoétoiles d'or entre le SATIE et le LAC, de quantification des rendements quantiques de monomères et de dimères d'or entre le SATIE, le PPSM et le LAC. Même si les équipes possèdent chacune des méthodes matures, une nouvelle étape devra être franchie dans le cadre de ce projet. Il faudra pousser la maîtrise d'élaboration des circuits microfluidiques par le SATIE à un degré très élevé pour adapter les méthodes de spectroscopie de molécules uniques du LAC à ce nouvel environnement. Il faudra également établir un dialogue étroit entre le PPSM et les autres partenaires pour bénéficier des particules métalliques les mieux adaptées au projet, ces particules étant un élément clé du succès.