Laboratorio en un chip
Laboratorio en un chip ( eng. lab-on-a-chip o micro sistemas de análisis total , abreviado LOC; µTAS), o microsistemas de análisis completo , es un dispositivo en miniatura que permite uno o más procesos (bio)químicos de múltiples etapas llevarse a cabo en un solo chip con un área de varios mm 2 a varios cm 2 y utilizando cantidades micro o nanoscópicas de muestras para la preparación de muestras y reacciones.
Descripción
Para crear laboratorios en un chip se utiliza la microtecnología , utilizando impresoras 3D , fotolitografía , micro y nanofluídica , diseño de precisión, nanosensores y otras técnicas utilizadas en la producción de sistemas microelectromecánicos (MEMS). Los laboratorios en un chip se diferencian de los biomicrochips convencionales, que suelen realizar una reacción (por ejemplo, la hibridación de ácidos nucleicos ), por la capacidad de realizar transformaciones químicas secuenciales de las muestras iniciales, incluidas las etapas de separación, concentración, mezcla de productos intermedios, moviéndolos a varias microcámaras de reacción y leyendo los resultados finales. Las principales ventajas de Labs on a Chip son su facilidad de uso, alta velocidad de análisis, una pequeña cantidad de muestras y reactivos requeridos para obtener un resultado, y buena reproducibilidad de resultados debido al uso de tecnologías estándar y equipos automatizados durante la fabricación y usar. En el futuro, dichos sistemas podrán reducir significativamente el costo y hacer más accesibles las tecnologías de investigación que actualmente se realizan en laboratorios especializados que utilizan equipos costosos, por ejemplo, el diagnóstico de enfermedades oncológicas e infecciosas se puede realizar directamente en la cama del paciente o realizar un análisis exprés de la contaminación ambiental en el campo. La construcción de dichos dispositivos se ve facilitada en gran medida por la creación de un conjunto universal de componentes (que no son difíciles de recrear con una impresora 3D), a partir de los cuales se puede crear un nuevo dispositivo en cuestión de minutos. [1] [2] . También existe la perspectiva de futuras aplicaciones de laboratorios en un chip como microrreactores en química sintética, así como microdispositivos para diagnósticos rápidos de laboratorio , por ejemplo, por PCR .
Véase también
Notas
- ↑ Elementos discretos para microfluidos 3D . Consultado el 23 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2018. (indefinido)
- ↑ Los componentes modulares tipo Lego hacen que la construcción de 'laboratorios en un chip' en 3D sea muy fácil . Fecha de acceso: 23 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2014. (indefinido)
Literatura
- Bhargava, KC y otros (2015). Predicción del comportamiento de circuitos microfluídicos hechos de elementos discretos . ciencia Reps. 5, 15609; doi : 10.1038/srep15609
- Au, AK, Bhattacharjee, N., Horowitz, LF, Chang, TC y Folch, A. (2015). Automatización microfluídica impresa en 3D. Laboratorio en un chip, 15(8), 1934-1941. doi : 10.1039/C5LC00126A
- Rogers, CI, Qaderi, K., Woolley, AT y Nordin, GP (2015). Dispositivos microfluídicos impresos en 3D con válvulas integradas . Biomicrofluidics, 9(1), 016501. Descripción detallada del dispositivo con válvulas integradas
- Chang, L., Hu, J., Chen, F., Chen, Z., Shi, J., Yang, Z., … & Lee, LJ (2016). Bioplataformas a nanoescala para el interrogatorio de células vivas: estado actual y perspectivas futuras. Nanoescala., 8, 3181-3206 doi : 10.1039/C5NR06694H
- Yazdi, A.A., Popma, A., Wong, W., Nguyen, T., Pan, Y. y Xu, J. (2016). Impresión 3D: una herramienta emergente para microfluidos novedosos y aplicaciones de laboratorio en un chip . Microfluídica y Nanofluídica, 20(3), 1-18. doi : 10.1007/s10404-016-1715-4 Cómo imprimir en 3D un laboratorio en un chip
- Zhang, Y. y Jiang, H. R. (2016). Una revisión de la PCR microfluídica de flujo continuo en gotitas: avances, desafíos y futuro . Analytica Chimica Acta, 914, 7-16. doi : 10.1016/j.aca.2016.02.006
- Carreras, P., González, I., Gallardo, M., Ortiz-Ruiz, A., Morales, M.L., Encinas, J., & Martínez-López, J. (2021). Cultivo de células madre hematopoyéticas humanas a largo plazo en microgotas. Micromáquinas, 12(1), 90. PMC 7830102 doi : 10.3390/mi12010090
- Venkatesan, S., Jerald, J., Asokan, P. y Prabakaran, R. (2020). Una revisión completa de la tecnología de microfluidos y sus aplicaciones . Avances recientes en ingeniería mecánica, 235-245. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1071-7_20 ISBN en línea 978-981-15-1071-7
- Agrawal, G., Ramesh, A., Aishwarya, P., Sally, J. y Ravi, M. (2021). Dispositivos y técnicas utilizados para la obtención y análisis de cultivos celulares tridimensionales. Progreso de la biotecnología, e3126. PMID 33460298 doi : 10.1002/btpr.3126
- Winkler S., Grünberger A., Bahnemann J. (2021) Microfluidics in Biotechnology: Quo Vadis. En: . Avances en Ingeniería Bioquímica/Biotecnología. Springer, Berlín, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/10_2020_162 PMID 33495924
- Evgenios Bouzetos et al., (2021). (R)evolución en un chip . Tendencias en Biotecnología. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2021.04.009
- Krylach, IV, Fokina, MI, Kudryashov, SI, Veniaminov, AV, Olekhnovich, RO, Sitnikova, VE, ... y Uspenskaya, MV (2022). Flujo de agua microfluídico sobre una superficie de acero recubierta con MicroCoat® modelada con láser. Ciencia de superficie aplicada, 581, 152258. doi : 10.1016/j.apsusc.2021.152258
Enlaces