La Microfluidica: Tecnologia Innovativa e Applicazioni Avanzate
La microfluidica, un campo di ricerca che studia il comportamento dei fluidi attraverso microcanali, rappresenta una promettente tecnologia per la manipolazione di piccole quantità di fluidi su scala microscopica. Secondo il rinomato chimico statunitense George Whitesides, la microfluidica è definita come “la scienza e la tecnologia dei sistemi che elaborano o manipolano piccole quantità di fluidi, utilizzando microcanali con dimensioni che vanno dai decimi ai centinaia di micrometri”.
Questa tecnologia avanzata consente di manipolare con precisione piccole quantità di fluido su scala microscopica e di integrare diversi processi in singoli chip, riducendo la necessità di utilizzare molte attrezzature da laboratorio.
La microfluidica trova applicazione in diversi settori di ricerca, soprattutto nell’analisi biologica per saggi ad alta produttività, analisi multiplex in parallelo, reazioni più rapide con tempi di separazione brevi, consumo ridotto di reagenti e misurazioni precise che contribuiscono ad aumentare la risoluzione delle misurazioni in contesti specifici, con conseguente riduzione dei costi totali per le analisi.
I dispositivi microfluidici sfruttano le proprietà fisiche e chimiche dei liquidi e dei gas su scala microscopica, offrendo una serie di vantaggi rispetto ai sistemi di dimensioni convenzionali. La compattezza delle dimensioni consente di eseguire molteplici operazioni contemporaneamente, riducendo i tempi degli esperimenti e garantendo elevata qualità dei dati e controllo preciso dei parametri, favorendo l’automazione dei processi.
La microfluidica ha beneficiato dei progressi tecnologici provenienti da varie discipline, conducendo allo sviluppo di chip microfluidici. Questi chip consistono in modelli di microcanali che possono essere semplici linee rette o complesse reti di elementi separati da sottili pareti, membrane o valvole. La progettazione accurata dei microcanali è fondamentale per ottenere le caratteristiche desiderate e realizzare funzioni come il lab-on-a-chip, il rilevamento di agenti patogeni, l’elettroforesi e l’analisi del DNA.
Il lab-on-a-chip rappresenta un dispositivo integrato che incorpora diverse funzioni da laboratorio in un unico chip microingegnerizzato. L’utilizzo combinato di dispositivi lab-on-a-chip con spettroscopia ha aperto nuove opportunità per test immunologici, identificazione e quantificazione di biomolecole, legame a superfici biomolecolari e rilevamento di diverse biomolecole.