Microfluidica

Con il termine microfluidica si indica la scienza e tecnologia dei sistemi che processano o manipolano piccole quantità di liquidi (10-9 a 10-18 litri) utilizzando canali di dimensioni di decine o centinaia di micrometri [1-2].
Le prime applicazioni della microfluidica hanno riguardato le tecniche analitiche, per le quali la microfluidica offre una serie di utilissime funzionalità: la possibilità di utilizzare quantità molto piccole di campioni e reagenti e di effettuare separazioni e rilevamenti ad alta risoluzione e sensibilità, a basso costo, in tempi brevi e in un ingombro ridotto per i dispositivi analitici.

I sistemi microfluidici fanno parte di una classe di sistemi miniaturizzati, i MEMS, Micro Electro Mechanical Systems, capaci di svolgere un gran numero di funzioni (sensori, attuatori, reattori). La comparsa dei MEMS è legata ai progressi nelle tecniche di micro e nanofabbricazione, sviluppate originariamente nell’ambito della microelettronica, e recentemente estese a campi come l’ottica, la meccanica, la chimica e la biologia.

 

Il Lab-on-a-chip (LOC) e la micro-Total-Analysis (micro-TAS)

All’inizio degli anni 90 fu introdotto il concetto di “Lab-on-a-Chip (LOC)” che consiste nell’integrare su uno stesso “chip” microfluidico un vero e proprio laboratorio capace di svolgere in sequenza diverse tappe di un processo chimico. Molto presto è diventato evidente il grande potenziale di questi sistemi nel campo della biologia molecolare e della chimica combinatoriale. Grazie alla miniaturizzazione infatti è diventato possibile prendere in considerazione sistemi in cui migliaia di reazioni possono essere eseguite in parallelo in manier automatizzata [3].
La microfluidica offre fondamentalmente nuove capacità nel controllo delle concentrazioni delle molecole nello spazio e nel tempo. Questo spiega perché negli ultimi due decenni microfluidica è emersa rapidamente come innovativo campo interdisciplinare [4-8].

1. G. M. Whitesides, "The origins and the future of microfluidics", Nature 442, 368 (2006).
2. N.-T. Nguyen and S. Wereley, "Fundamentals and applications of microfluidics", Artech House Inc. MA 02062, ISBN-1-58053-343-4 (2002).
3. D. R. Reyes, et al., "Micro Total Analysis Systems (microTAS). 1. Introduction, Theory, and Technology", Anal. Chem. 74, 2623 (2002).
4. B. E. Eggings, Chemical sensors and biosensors, John Wiley & Sons (2002).
5. C.D. Meinhart, S.T. Wereley, J.G. Santiago, "PIV measurements of a microchannel flow", Experiments in Fluids 27, 414 (1999).
6. T. Thorsen, S. J. Maerkl, S. R. Quake, "Microfluidic large scale integration", Science 298, 580 (2002).
7. A.D. Stroock et al., "Chaotic mixers for microchannels", Science 295, 647(2002).
8. Y. Feng, Z. Zhou, Z. Ye, J. Xiong, "Passive valves based on hydrophobic microfluidics", Sensors and Actuators A108, 138 (2003).

Saturday the 23rd. Web page designed & maintained by: Daniele Filippi & Matteo Pierno
Copyright 2012

©