Microfluídica en papel

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Ensayo: Creación de prototipos de papel
microflúıdicos con cera de bajo costo, bioensayo
portátil
Sof́ıa Nava Coronel
Marzo 2021
Resumen
El presente trabajo tiene como tema fundamental la elaboración de
prototipos de dispositivos microflúıdicos basados en papel filtro y la im-
presión de microcanales de cera, los cuales permiten el flujo de la muestra.
Trataremos, las ventajas obtenidas en comparación con los métodos ba-
sados en la fotorresistencia.
1. Dispositivos microflúıdicos a base de papel
El desarrollo de técnicas para la obtención de dispositivos microflúıdicos ha
tenido un enorme crecimiento en los años recientes, debido al interés por las
aplicaciones en las que es posible utilizarlos. El principal interés en los disposi-
tivos microflúıdicos destaca en el área de identificación de moléculas, sobre todo
para el diagnóstico de enfermedades. Sin embargo, algunas técnicas de obten-
ción requieren de procesos más complejos que involucran el uso de equipos más
complejos y algunos reactivos que tienen impacto ambiental. De tal manera,
que se han buscado alternativas para la creación de dispositivos microflúıdicos a
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partir de materiales más fáciles de conseguir, que sea amigable con el ambiente,
y que cumpla con la capacidad de análisis de moléculas requerido.
En el art́ıculo consultado, se ha desarrollado una técnica fácil para la obten-
ción de dichos dispositivos, utilizando materiales relativamente económicos, sin
el uso de equipos especializados y con una alta velocidad de réplica. El uso de
papel filtro y cera es la base del desarrollo, donde es posible diseñar un patrón
de microcanales simplemente dibujándolos sobre el papel filtro, con tres posibi-
lidades, la primera incluye en uso de un boĺıgrafo de cera que permite realizar
el dibujo de los patrones de cera sobre el papel, una vez finalizado el diseño se
introduce a un horno a una temperatura superior a los 1500◦C durante 5 minu-
tos, con el fin de que la cera se derrita y penetre en los poros del papel filtro.
La segunda posibilidad se basa en la impresión del patrón con una impresora
de inyección de tinta, y sobre dicho patrón dibujar el patrón con el boĺıgrafo
de cera, finalmente se somete al tratamiento térmico igual al proceso anterior.
Finalmente el tercer proceso, se basa en el uso de una impresora de cera, en la
que es posible diseñar patrones complejos en un computador y posteriormente
realizar la impresión directamente sobre el papel filtro, y finalmente realizar el
tratamiento térmico.
1.1. Ventajas en comparación con la técnica basada en
fotorresistencia
La primera de las ventajas que se tienen con el uso de papel y cera incluye
el costo-beneficio, es decir, la materia prima basada en papel filtro y cera, es de
fácil acceso, y baratos en comparación con la técnica basada en fotorresistencia.
Además, el tiempo requerido para la elaboración del dispositivo toma algunos
minutos, mientras que la técnica de fotorresistencia puede llegar a demorar d́ıas
e incluso semanas.
Otras de las ventajas es que tanto el proceso como los materiales requeridos
son totalmente biodegradables, y se evita el uso de reactivos. Finalmente, una
de los beneficios más importantes obtenidos al utilizar una impresora de cera,
es que los patrones son más finos y pueden llegar a ser complejos, aśı como la
posibilidad de una producción masiva gracias a la eficacia de la impresora de
cera.
La capacidad del dispositivo se ha probado con reacciones colorimétricas de
glucosa y protéınas, demostrando su eficacia, como un dispositivo portable de
análisis microflúıdico.las caracteŕısticas y las ventajas que tiene el desarrollo de
dispositivos a base de papel permiten obtener una gran cantidad de dispositivos
sencillos que se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones, debido
a su simplicidad, efectividad y bajo costo. Muchas aplicaciones del área médica,
farmacéutica y alimenticia no requiere de dispositivos complejos, por lo que es
posible utilizar los basados en papel. Aún, es posible explorar la producción de
un papel similar pero hecho a base de celulosa o fibras de otras plantas, que
puedan utilizarse para la capilaridad de otro tipo de moléculas, debido a que es
necesaria la absorción de la muestra para que llegue al área de análisis [1].
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2. Conclusión
El diseño de dispositivos microflúıdicos cada vez es más sencillo, en parte por
la búsqueda de métodos más sencillos, y debido a las aplicaciones requeridas,
como también se ha mencionado en el v́ıdeo, donde explican la facilidad con
la que se pueden obtener dispositivos sencillos y complejos a base de papel,
con potenciales aplicaciones sobre todo en la biomédica. Con un gran impacto
en la solución de problemas de análisis que pueden tomar un tiempo mayor
y algunos procesos de laboratorio intermedios, es por ello, que los dispositivos
microflúıdicos toman un papel importante en la vida cotidiana. El interés por sus
caracteŕısticas y ventajas, impulsa el desarrollo en la ciencia de la microflúıdica.
Además, es importante el uso de materiales más sencillos, y de bajo costo que
permitan un amplio uso en las áreas ya mencionadas, incluyendo la protección
del medio ambiente y de la salud humana.
Referencias
[1] Weiwei; Jiang Lei; Qin Jianhua; Lin Bingcheng Yao, Lu; Shi. Rapid prototy-
ping of paper-based microfluidics with wax for low-cost, portable bioassay.
Electrophoresis, 2009.
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