Mikrofluidiska

Mikrofluidik är studiet och tillämpningen av manipulering av vätskor i mikroskopiska kanaler och volymer. Flöden är vanligtvis laminarna och sker i storleksordningen mikrometer till millimeter, vilket ger hög kontroll över blandning och reaktioner. Denna yta-volym-förhållande gör det möjligt att genomföra kemiska och biologiska processer med mycket små vätskemängder.

Historiskt uppstod fältet i kölvattnet av utvecklingen inom mikrofabrikation. Soft lithography och användningen av PDMS gjorde det möjligt att snabbt designa och tillverka mikrokanaler. Senare har även glas, silikon och termoplaster använts, tillsammans med nya tillverkningstekniker som injektionsformning och hetprägning.

Konstruktion och material: Mikrofluidiska enheter består av mikroskopiska kanaler och reaktionskammare i material som PDMS, glas, silikon eller termoplaster. Fluidkontroll uppnås med externa pumpar och ventiler eller med påchip-integrerade komponenter. De vanligaste arbetsvarianterna är kontinuerligt flöde, droppmikrofluidik och digital mikrofluidik baserad på elektrowetting.

Tillämpningar: Mikrofluidiska chips används för lab-on-a-chip, biomedicin och klinisk diagnostik, enkelcellsanalys, genomsökning, läkemedelsutveckling, syntes av kemiska ämnen i små volymer samt miljöövervakning. Droppmikrofluidik möjliggör snabba reaktioner i små droppar; digital mikrofluidik styr små vätskedroppar elektroniskt.

Utmaningar och framtid: Utmaningar inkluderar ytfunktionalitet och adsorbtion, risk för clogging, reproducibilitet och standardisering samt skalbarhet och integration med detektionssystem. Framtiden för mikrofluidik förväntas präglas av billigare tillverkning, bättre ytbearbetning, automation och användning i point-of-care-diagnostik.