Los diagnósticos rápidos y baratos sobre el terreno para enfermedades como la tuberculosis y el cáncer están un paso más cerca gracias a una nueva válvula modular para chips microfluídicos.
El intercambio de delicadas válvulas de flujo microscópico por un sistema de válvula modular universal ha permitido a los investigadores de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur A * STAR reducir drásticamente el costo y la complejidad de los chips de diagnóstico de microfluidos, dispositivos del tamaño de una tarjeta de negocios que pueden analizarsangre en el lugar para una variedad de biomarcadores de enfermedades.
"Los chips de microfluidos están avanzando en el diagnóstico de punto de atención para muchas enfermedades", dice Alicia Toh del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur SIMTech de A * STAR. "Dentro de estos chips, pequeñas microválvulas dirigen con precisión microlitros de fluido a través de una serie demicrocanales para análisis automatizados. Sin embargo, la integración de microválvulas en los microcanales es compleja y altamente susceptible a defectos de fabricación, lo que se traduce en un mayor costo por dispositivo. En el sector de diagnóstico médico, la carrera está en camino de reducir el costo por diagnóstico al producir un diagnóstico de microfluidos más baratopapas fritas."
Toh y sus colegas Zhiping Wang y Zhenfeng Wang abordaron el problema moviendo las microválvulas del chip microfluídico principal y crearon una válvula modular que se ajusta a la superficie del chip después de la fabricación. Las válvulas consisten en un canal microfluídico que se conectaa la superficie de los puertos en el chip y una cámara de aire que permite pellizcar el canal al aumentar la presión del aire. El equipo demostró que sus válvulas modulares podían manipular con precisión las concentraciones químicas a través del enrutamiento fluídico, lo cual es crítico en muchas aplicaciones de diagnóstico avanzado.
"Al producir en masa estos módulos de microválvulas separados del chip microfluídico y de la función de la válvula de prueba antes de la integración del chip, podemos lograr tasas de defectos mucho más bajas, lo que aumenta los rendimientos y resulta en un costo mucho menor por dispositivo", dice Toh.La tecnología reducirá el desperdicio y ayudará a contribuir a prácticas sostenibles de fabricación de chips microfluídicos ".
Sin embargo, hacer que el diseño de la válvula sea correcto fue complicado. El equipo utilizó un software de última generación para predecir las interacciones microscópicas entre la membrana flexible de silicona elastomérica y el fluido en el microcanal. Utilizando materiales compatibles con los últimosLas tecnologías de microfluídica también fueron una gran limitación.
"La industria se está moviendo rápidamente hacia materiales termoplásticos más rentables", dice Toh. "Al usar materiales compatibles, podemos lograr una integración confiable sin modificaciones adicionales de la superficie o adhesivos".
Toh y su equipo ahora están explorando la producción de módulos de microválvulas usando una variedad de materiales novedosos. "Una mayor adopción de tecnología microfluídica significará que podríamos ver nuestras microválvulas modulares en un amplio espectro de aplicaciones", dice ella.
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Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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