INVESTIGADORES
KLER Pablo Alejandro
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelado de sistemas microfluıdicos con control au- tonomo de temperatura
Autor/es:
BONALDO, AGUSTÍN; CHEHADE, LUCAS; KLER, PABLO A.
Lugar:
Paraná
Reunión:
Congreso; XVI Reunion sobre Recientes Avances en Fısica de Fluidos y sus Aplicaciones.; 2021
Resumen:
La realización de determinaciones quı́micas y bioquı́micas en los puntos de atención de pa-cientes representa un hito tecnológico que la comunidad cientı́fica viene explorando desde losprimeros tiempos de la microfluı́dica y desde la emergencia de los lab-on-a-chip. Se espera queestos dispositivos sean rápidos, fáciles de usar, robustos, precisos y autónomos, entre otras ca-racterı́sticas que formalmente ha especificado y difundido la Organización Mundial de la Saludmediante el conjunto de criterios conocido como ASSURED.El estado tecnológico actual no ha permitido aún desarrollar todas estas caracterı́sticas enlos diversos campos de aplicación originalmente pensados para los lab-on-a-chip, con algunasexcepciones bien conocidas como los test de embarazo o de glucemia. En la actualidad, todavı́ase requieren mejoras sustanciales en la sensibilidad y autonomı́a de los dispositivos para llevaradelante detecciones de gran interés sanitario como SARS-CoV-2, HIV o el virus del Dengue.Para estos últimos casos mencionados, donde el analito objetivo consiste en una o varias por-ciones de ácidos nucleicos (AN) se requieren mayores esfuerzos que en los dispositivos clásicos1basados en anticuerpos. Uno de los principales desafı́os para la detección de AN en platafor-mas microfluı́dicas es la implementación de los procesos de termociclado necesarios para laamplificación de la señal de analito basada en la replicación de las fracciones de los AN deinterés.La implementación en dispositivos lab-on-a-chip de estos procesos de termociclado requiere detecnologı́as de control térmico muy precisas, ya que el rango apropiado para desarrollar losprocesos enzimáticos involucrados es muy estrecho (alrededor de ±1°C). Una alternativa parafacilitar la autonomı́a y robustez de los lab-on-a-chip que requieren procesos de termociclado, esincluir materiales que cambien de fase a las temperaturas de interés, como por ejemplo parafinasespecialmente diseñadas para estas aplicaciones. Dependiendo la tecnologı́as requeridas para elprocesamiento de los AN, las temperaturas objetivos van desde los 40 a los 90°C. Mediante elcambio de fase de los materiales a la temperatura apropiada, se produce una regulación naturalde la temperatura manteniendo su valor constante, sin requerir electrónica de control especı́fica.En este trabajo, se plantea el desarrollo y la implementación de prototipos numéricos de lab-on-a-chip implementación con control del autónomo prototipo se de utiliza temperatura el software basado de código en cambio abierto de OpenFOAM fase de materiales. ® . Se contem- Para laplan ecuaciones para el flujo de fluidos incompresible newtoniano, el flujo térmico incluyendoprocesos de cambio de fase a través de un término fuente en la ecuación de calor, y el acopla-miento débil entre ambas ecuaciones. Se proponen y evalúan diferentes diseños de prototiposen 3 dimensiones incluyendo dominios fluı́dicos, sólidos y mixtos. La robustez y eficiencia deestos prototipos numéricos contribuirá de manera significativa al desarrollo e implementación defuturas tecnologı́as portátiles para la detección de analitos de interés sanitario, con tecnologı́asde análisis basadas en AN.