Preparativa de muestra microfluídica para labonachips de su8

Resumen

RESUMEN Esta tesis desarrolla un dispositivo microfluídico de dos cámaras, LabOnaChip, para aplicaciones de diagnóstico clínico. Para ello se ha diseñado, fabricado y caracterizado una bomba de impulsión microfluídica basada en la electrólisis y una válvula de ruptura de un solo uso en SU8, el polímero estructural seleccionado para el microchip. La optimización de los parámetros de fabricación del polímero SU8 y del diseño de los elementos (bomba, válvula, cámaras, canales, electrodos, sensores) permite su perfecta integración en un único microchip con el fin de cubrir con la máxima eficiencia y simplicidad los pasos analíticos necesarios para el análisis completo de una muestra real (desde la preparativa de muestra hasta la detección específica por PCR). Este dispositivo realiza concentración de ADN mediante partículas magnéticas en una cámara de preparativa de muestra. En esta cámara se realiza también la purificación permitiendo trabajar con volúmenes de disolución de lavado elevados. A continuación, se cierra el orificio de drenado y el ADN concentrado se transporta a la cámara de amplificación de ADN para su detección. Durante el proceso el ADN se encuentra en todo momento confinado en el interior del microchip, reduciendo la contaminación cruzada. La bomba de electrólisis desarrollada ha demostrado generar la presión necesaria para realizar la impulsión del líquido entre ambas cámaras, llegando a generar presiones de 4 atm. Por su parte, la válvula de ruptura en SU8 de un solo uso ha basado su diseño en una estructura estrecha (30 µm) de gran altura (300 µm) capaz de anclarse en su base y en su tapa sin sufrir deformaciones ni fugas. Para ello ha sido necesario alcanzar un equilibrio entre todos los parámetros de fabricación de la SU8. Esta válvula de ruptura se ha incluido en dos diseños, circular y hexagonal. Como resultado se han obtenido válvulas de ruptura a altas presiones (válvulas circulares) y a bajas presiones (válvula hexagonal). Estas últimas se han integrado en el diseño final del microchip. En esta tesis se ha comprobado la validez microfluídica del LabOnaChip integrando con éxito la bomba de electrólisis y la válvula de ruptura. Mediante el ensayo con muestra de ADN, el ácido nucleico se concentra, purifica y transporta entre ambas cámaras demostrando la viabilidad del LabOnaChip para la aplicación diagnóstica. El objetivo de esta tesis ha sido demostrar una estrategia nueva para adaptar el protocolo de preparativa de muestra y amplificación de ADN a un LabOnachip mediante actuadores integrados, y así simplificar la manipulación por parte del usuario y la contaminación cruzada del ensayo mediante un dispositivo desechable.