The present invention relates to localized multiplex detection of RNA or proteins in situ within circulating cells that are captured in vivo by a collection device, or detection of free circulating nucleic acids captured by the same device. The device comprises a functional, three-dimensional capture surface equipped with detection receptors and the molecular assays are based on highly specific padlock probe ligation or proximity ligation assay (PLA) followed by rolling circle amplification (RCA).La présente invention concerne la détection multiplexe localisée d'ARN ou de protéines in situ dans des cellules circulantes capturées in vivo par un dispositif de prélèvement, ou la détection d'acides nucléiques circulants libres capturés par le même dispositif. Le dispositif comprend une surface de capture tridimensionnelle fonctionnelle équipée de récepteurs de détection et les dosages moléculaires sont basés sur une ligature de sonde cadenas hautement spécifique ou un essai de ligature de proximité (PLA) suivi par une amplification par cercle roulant (RCA).