Universal modular architectures for self-powered microfluidic devices based on polymeric micropumps and plastic cartridges

Abstract

Los dispositivos microfluídicos ideales deben ser pequeños, fáciles de operar, portátiles, autónomos y capaces de integrar todas las funciones analíticas requeridas dentro de un mismo chip. El control de flujo es un aspecto crítico a tener en cuenta al diseñar estos sistemas microfluídicos, sin embargo, a menudo se utilizan componentes convencionales y voluminosos que requieren fuentes de alimentación externas y reducen su portabilidad. En esta tesis se investigó la integración de microbombas poliméricas modulares en cartuchos microfluídicos plásticos para el desarrollo de dispositivos microfluídicos autónomos, dando como resultado el desarrollo de una arquitectura universal altamente versátil y adaptable para una amplia gama de volúmenes y tiempos de actuación. Además, los cartuchos microfluídicos se pueden fabricar fácilmente mediante técnicas de prototipado rápido y un proceso de fabricación capa-a-capa, lo que, en combinación con las bajas presiones generadas por las microbombas poliméricas, permite el desarrollo rápido de operaciones fluídicas complejas para el análisis de muestras. A modo de ejemplo, se demostró la aplicabilidad de estos sistemas autónomos para realizar la calibración de la reacción de Griess en el interior de ionogeles o la separación de plasma a partir de muestras de sangre completa. En conclusión, estas arquitecturas combinadas están destinadas a ser un referente en el diseño de operaciones microfluídicas autónomas y personalizables debido a su versatilidad y facilidad de fabricación.