Microfresado de control numérico computarizado de un dispositivo acrílico microfluídico con una restricción escalonada para inmunoensayos magnéticos basados en nanopartículas

Resumen

La microfluídica es una poderosa herramienta para el desarrollo de pruebas diagnósticas. Sin embargo, a menudo se requieren equipos y materiales costosos, así como técnicas laboriosas de fabricación y manipulación. Aquí, detallamos el protocolo de fabricación de un dispositivo microfluídico acrílico para inmunoensayos magnéticos basados en micro y nanopartículas en un entorno de bajo costo y fácil de usar.

Resumen

Los sistemas microfluídicos han mejorado enormemente las técnicas de inmunoensayo. Sin embargo, muchas técnicas de microfabricación requieren equipos especializados, costosos o complicados, lo que hace que la fabricación sea costosa e incompatible con la producción en masa, que es una de las condiciones previas más importantes para que las pruebas en el punto de atención (POCT) se adopten en entornos de bajos recursos. Este trabajo describe el proceso de fabricación de un dispositivo de acrílico (polimetilmetacrilato, PMMA) para pruebas de inmunoensayo enzimático conjugado con nanopartículas utilizando la técnica de microfresado de control numérico computarizado (CNC). El funcionamiento del dispositivo microfluídico se demuestra mediante la realización de un inmunoensayo para detectar un anticuerpo comercial utilizando lisozima como antígeno modelo conjugado a nanopartículas magnéticas de 100 nm. Este dispositivo integra una restricción física escalonada de solo 5 μm de altura, utilizada para capturar micropartículas magnéticas que forman una trampa magnética colocando un imán externo. De esta manera, la fuerza magnética sobre el inmunosoporte de las nanopartículas conjugadas es suficiente para capturarlas y resistir el arrastre de flujo. Este dispositivo microfluídico es particularmente adecuado para la producción en masa de bajo costo sin pérdida de precisión para el rendimiento del inmunoensayo.

Introducción

En los últimos años, la microfluídica ha desempeñado un papel importante en las técnicas de inmunoensayo¹. La tecnología de miniaturización tiene muchas ventajas sobresalientes en comparación con los inmunoensayos tradicionales, como la reducción del consumo de muestras y reactivos, tiempos de incubación más cortos, intercambio eficiente de soluciones y mayor integración y automatización².

Además, los sistemas microfluídicos en inmunoensayos, en asociación con nanopartículas magnéticas como inmunosoporte, reducen considerablemente los tiempos de incubación, logrando una alta sensibilidad de de....

Protocolo

1. Micromolienda

1. Rectificado de superficies
   1. Encienda la microfresadora y el controlador piezoeléctrico. Inicie su respectivo software de control¹².
   2. Seleccione las brocas de fresado final requeridas (diámetros de 200 μm y 800 μm). Colóquelos en el compartimento apropiado de la fresadora (Figura 1).
   3. Corte rectángulos de 9 mm x 25 mm de PMMA de 1,3 mm de espesor con la broca final de 800 μm. Fije uno de estos rectángulos cuidadosamente con cinta adhesiva de doble cara a la plataforma piezoeléctrica (Figura 2).
      NOTA: Asegúrese de c....

Resultados

Se logró establecer un protocolo de fabricación altamente reproducible que mejora la resolución de la técnica convencional de micromolienda. Usando este protocolo, se logra la fabricación de un canal tan pequeño como 5 μm de altura que opera como una restricción escalonada en un canal de 200 μm de altura. El diseño simple de la restricción escalonada captura micropartículas de hierro de 7,5 μm de diámetro que, cuando se compactan en el microcanal, permiten la creación de una trampa magnética cuando un imán externo se ace.......

Discusión

Se fabricó un dispositivo microfluídico acrílico para inmunoensayos utilizando nanopartículas como inmunosoporte utilizando una técnica de micromolienda. El método de fabricación directa sobre el sustrato tiene la ventaja de evitar el uso de un molde maestro y el tiempo y costes que ello implica. Sin embargo, se limita a la creación rápida de prototipos y la fabricación de dispositivos de alto volumen.

Aquí, utilizamos una plataforma piezoeléctrica accesoria previamente informada para la fresa.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
0.008 Fresa	KYOCERA SGS	2204	2FL 0.008x1/8x0.12x1-1/12
0.032 Fresa	KYOCERA SGS	2228	2FL 0.032x1/8x0.48x1-1/12
Micropartículas de carbonilo-hierro	Sigma-Aldrich	44890	7 μ m
Cloroformo	Fermont	6201	Peligro para la salud: Moderado Inflamabilidad: Ninguno Reactividad: Ninguna Peligro de contacto: Moderado
Cámara CMOS Moment	Teledyne Photometrics		Tecnología de sensor: CMOS Eficiencia cuántica: 73% Tamaño de píxel: 4.5 y micro; m x 4.5 y micro; m Interfaces compatibles: USB 3.2 Gen 2
Dr Engrave Software	Roland DGA Corporation		para diseñar y crear la trayectoria de grabado en la superficie
Campana de extracción	Desconocido	Desconocido
de plástico flexible	Tygon	AAD04103	ID = 0.020, OD = 0.060
Microsope de fluorescencia	ZEISS	Axio Vert.A1
Aguja dispensadora de alta precisión	Loctite	98612
Aplicación de controlador piezoeléctrico casero	LabView		Consulte la referencia 12 para obtener más detalles.
Loctite 495 adhesivo instantáneo	Henkel	49503	Aplicar con punta de micropipeta o aguja dosificadora
MagJET Rack	de separación termocientífico		12 x 1,5 mL
Prensa mecánica	Fresadora
	Roland	MDX-50
Plataforma piezoeléctrica	Hecho en		Ver referencia 12
Polimetilmetacrilato - Lámina - PMMA, Acrílico	Goodfellow	ME303018/1	Espesor: 1,3 mm, Transparencia: Claro/Transparente
PVCamSoftware de prueba	Teledyne Photometrics	Versión 3.10.107	Software de adquisición de imágenes
Microscopio estereoscópico	Nikon	SMZ 7457
SuperMag Carboxyl Beads	Ocean NanoTech	KSC0100	100 nm
Bomba de jeringa	kd Scientific	KDS200	Puede contener hasta dos jeringas
Baño Utrasonic	Branson	2800
VPanel software	Sistema operativo Windows	versión 1.0.3.0	Software para el control de la microfresadora

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