MODELO ANALÍTICO PARA EL DISEÑO DE ENSAYOS BASADOS EN FLUJO LATERAL

PABLO A. KLER; NAZARENA PUJATO, IVÁN MARCIPAR; CLAUDIO L. A. BERLI

San Miguel de Tucumán

Congreso; Tercera Reunión de Microfluídica Argentina; 2016

*cberli@santafe-conicet.gov.arResumen: La microfluídica basada en papel ha producido unnotable impacto en el desarrollo de biosensores y dispositivos deensayo portables, simples de usar y de bajo costo, los cuales tienenuna gran demanda para la detección de diversos indicadoresbioquímicos en el campo de la salud humana y animal. Se observahoy una intensa actividad de investigación dedicada al desarrollo denuevas aplicaciones, optimización de esquemas de reacción,incorporación de nuevos materiales, mejoras en la sensibilidad, eimplementación de detecciones cuantitativas. La mayoría de estastareas se realiza sin embargo empíricamente. En el caso de ensayosde flujo lateral, por ejemplo, cuestiones centrales como la eficienciade captura de analitos en función de la velocidad del fluido seexploran de manera experimental. Por lo tanto es de gran interéscontar con herramientas de modelado y diseño que permitan reducirlos costos de insumos y los tiempos de desarrollo. En este sentidoexisten modelos numéricos rigurosos para abordar los problemas detransporte de especies con reacción química en diversas geometrías,pero su uso requiere implementación computacional y usuariosexpertos. En este trabajo se presenta un modelo matemático simple,de solución analítica, el cual es capaz de describir cuantitativamentelos procesos de transporte y reacción en dispositivos basados enflujo lateral. La formulación incluye el flujo capilar de la muestra enel sustrato poroso y las reacciones antígeno-anticuerpo en la línea dedetección. Las predicciones se validaron con simulacionesnuméricas del problema completo (advección-difusión-reacción) ycon resultados experimentales de un sistema estándar(inmunoensayos en membranas de nitrocelulosa). El modelodescribe muy satisfactoriamente la dinámica de la reacción antígeno-anticuerpo en función de los parámetros clave del sistema: velocidadde flujo, velocidad de reacción, volumen de muestra reaccionante yconcentración de analito. Se obtiene así una herramienta prácticapara el diseño y puesta a punto de nuevos biosensores.