Microlaboratorio en un chip: Agua, por favor, pero limpia

Un prototipo de chip más desarrollado para los dispositivos de análisis del agua

11.11.2021 - Alemania

Un chip microfluídico toma una muestra de agua, le añade las sustancias químicas necesarias y la transporta al lugar de detección. ¿Cuál es el objetivo? De este modo, el agua se analizará de forma totalmente automática y con diversos parámetros, y al menor coste posible. Del proyecto MICROCHIP ha surgido un prototipo de chip para dispositivos de análisis del agua que se ha seguido desarrollando.

Ya sea en la fábrica de agua, en el laboratorio, en una piscina o en el grifo, a quién no le gustaría tener a mano un análisis del agua rápido y sencillo. Con el lab-on-a-chip microfluídico desarrollado en el proyecto MICROCHIP, las muestras pueden analizarse de forma totalmente automática a partir de unas pocas gotas en poco tiempo. De este modo, permitir al personal sin formación detectar seis parámetros relevantes para el análisis del agua en paralelo con un dispositivo de medición de bajo coste supone un ahorro adicional de tiempo y costes. Además, con esta metodología se eliminan los errores del usuario. Los reactivos no se pueden mezclar y la cantidad de agua adecuada para el método la establece el chip.

Espejo en lugar de transparencia

El chip consigue una gran precisión de medición. Esto es posible, entre otras cosas, gracias a una mayor longitud del trayecto y a un diseño adaptado que mantiene el chip compacto. En lugar de la solución de transmisión originalmente prevista, los socios del proyecto optaron por la llamada solución espejo. El rediseño del hardware con LEDs de diferentes colores permite, en última instancia, analizar el método de medición basado en la fotometría, en el que se evalúan las muestras de agua coloreadas.

Formato de tarjeta de crédito repleto de tecnología

El chip alcanza en última instancia el tamaño de una tarjeta de crédito, combinado con mucha tecnología, como una placa electrónica con sensores fotométricos, mezcladores ultrasónicos, depósitos de presión, así como la inserción de una bomba peristáltica para el chip junto con un mecanismo de presión que tuvo que acomodarse en la pequeña carcasa. En comparación con las soluciones anteriores, ésta es mucho más rentable. Los socios del proyecto demuestran que es posible realizar análisis multiparamétricos del agua en un chip de polímero. No utilizan tecnologías complejas y costosas como el blíster y la liofilización. En su lugar, secan los reactivos directamente en las cámaras del chip. Se utiliza una simple bomba peristáltica para dirigir el líquido de medición a través del chip. Como resultado, los sensores miden el líquido coloreado por los reactivos en la misma cámara de medición que la muestra de referencia previamente incolora. El chip se fabrica mediante moldeo por inyección. Para garantizar que el chip sea también hermético al exterior, los canales de una carcasa superior negra y una carcasa inferior transparente se sueldan mediante un proceso de rayos láser.

Los anteriores sistemas comparables para el análisis automatizado del agua tras la adición de la muestra de agua en chips de polímero son demasiado voluminosos o analizan menos parámetros en paralelo. El demostrador desarrollado e implementado en el consorcio aún no está listo para la producción en serie. Sin embargo, los resultados del desarrollo y las pruebas ya están siendo utilizados por uno de los socios del proyecto, Water-i.d. GmbH, en la producción de otros dispositivos y reactivos para el análisis del agua.

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