En los últimos años, los microfluidos se han convertido en una tecnología revolucionaria para el análisis biológico y el diagnóstico médico, que permite el control y la manipulación precisos de fluidos a microescala. Al mismo tiempo, las perlas magnéticas funcionalizadas se han convertido en una herramienta indispensable para la captura selectiva y el enriquecimiento de analitos objetivo.
La integración de microfluidos y perlas magnéticas puede generar beneficios sinérgicos para mejorar el rendimiento del ensayo. Sin embargo, para aprovechar este potencial se requieren técnicas innovadoras para controlar activamente las perlas magnéticas dentro de los dispositivos de microfluidos.
Frente al desarrollo de la tecnología de control magnético actual, el equipo de los profesores Jianlong Zhao y Shilun Feng del Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghai de la Academia de Ciencias de China ha realizado una categorización e introducción detallada sobre los mecanismos de manipulación de perlas magnéticas en chips de microfluidos. El artículo, "Manipulación de perlas magnéticas en chips de microfluidos para aplicaciones biológicas", se publicó en la revista Cyborg and Bionic Systems. el 14 de abril de 2023.
"La manipulación magnética combinada con microfluidos ha atraído una atención considerable debido a que existen varios puntos de encuentro entre dos tecnologías, como la gran relación superficie-volumen y la controlabilidad", dijeron los autores. "En este artículo de revisión, pretendemos presentar una descripción completa y profunda de la reciente manipulación de perlas magnéticas en chips de microfluidos y su aplicación biológica".
Los autores del estudio han clasificado las técnicas de manipulación de perlas magnéticas en microfluidos en cinco tipos principales:magnetoforesis, cadenas de perlas magnéticas, lecho fluidizado magnético, gotitas magnéticas y perlas magnéticas en micropocillos.
Estos métodos tienen diferentes ventajas de aplicación según los estados de movimiento y los propósitos de detección de las perlas magnéticas. Por ejemplo, la magnetoforesis utiliza campos magnéticos no uniformes para el movimiento orientado, las cadenas de cuentas magnéticas forman estructuras similares a cadenas para su fijación o manipulación, los lechos fluidizados magnéticos logran la fluidización de las cuentas magnéticas para mejorar la captura del objetivo, las gotas magnéticas realizan operaciones bioquímicas en gotas que contienen imanes. Las perlas y las matrices de micropocillos inmovilizan perlas magnéticas individuales para la detección de una sola molécula.
"El papel principal de las perlas magnéticas en estos trabajos fue en realidad el de portador de moléculas de reconocimiento biológico para capturar biomarcadores específicos. De hecho, las perlas magnéticas también pueden usarse como salida de señal", dijeron los autores. Y en esta revisión se proporcionan algunos ejemplos y las ventajas del uso de la perla magnética directamente como salida de señal.
"Aunque el sistema de manipulación magnética se ha desarrollado mucho, todavía le quedan muchos desafíos cuando se enfrenta a aplicaciones industriales y clínicas", dijo Feng, señalando que el rendimiento actual del procesamiento de muestras de los chips magnetomicrofluídicos es todavía bajo, lo que no puede satisfacer las necesidades. de pruebas clínicas a gran escala.
Todavía se necesita con urgencia una plataforma de manipulación magnética con retroalimentación de circuito cerrado totalmente automatizada, ya que los sistemas actuales se basan principalmente en algoritmos de control de circuito abierto y solo pueden realizar el control magnético mediante un conjunto determinado de parámetros predeterminados.
Los autores dicen que la uniformidad del tamaño de las perlas magnéticas utilizadas en el sistema de microfluidos también es una cuestión crítica y que es importante desarrollar técnicas innovadoras de separación de partículas para lograr una clasificación precisa de las perlas magnéticas con un tamaño determinado.
Los autores del artículo incluyen a Gaozhe Cai, Zixin Yang, Yu-Cheng Chen, Yaru Huang, Lijuan Liang, Shilun Feng y Jianlong Zhao.
Más información: Gaozhe Cai et al, Manipulación de perlas magnéticas en chips de microfluidos para aplicaciones biológicas, Cyborg y sistemas biónicos (2023). DOI:10.34133/cbsystems.0023
Información de la revista: Cyborg y sistemas biónicos
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Beijing Press Co., Ltd
