Microfluïdica

La microfluídica es una disciplina de las ciencias de la ingeniería y la química que estudia y aplica el comportamiento de fluidos a escalas micrométricas. En estos sistemas, las dimensiones de los canales suelen ser de decenas a cientos de micras, y las fuerzas de superficie y viscosas dominan sobre la inercia.

Los principios clave incluyen el flujo laminar (Re extremadamente bajo), el control de interfaces y la interacción entre difusión y convección. En microfluidos se emplean dos enfoques: redes de microcanales para manipulación continua y microfluidos de gota para generación y mezcla de gotas. También se exploran la electrocinética para mover y separar fluidos, y efectos dielectroforéticos para la manipulación de partículas.

La fabricación suele basarse en soft lithography con PDMS para prototipos y en sustratos rígidos como vidrio o plásticos (PMMA, COC) para productos. Los diseños incluyen canales, cámaras, mezcladores y módulos de detección, y existen plataformas de microfluidos digital y de gota para control de volúmenes y reacciones.

Aplicaciones: diagnóstico y pruebas clínicas en point-of-care, análisis de células y tejidos a escala micro, cultivos y respuestas celulares, PCR y secuenciación en chip, separación de biomoléculas y química analítica. También se usa en monitorización ambiental y en sensores integrados.

Ventajas y desafíos: reduce consumos de reactivos, acelera reacciones y permite operaciones paralelas. Desafíos incluyen integración de detección y control, estandarización, manufactura a gran escala, y manejo de burbujas y ensamblaje.

Historia: la microfluídica emergió en la década de 1990 con el concepto de lab-on-a-chip y avances de grupos como Manz, Whitesides y Quake, que unieron microfabricación y control de fluidos para crear plataformas de análisis.