Trampas hidrodinámicas

El primer paso para crear los dispositivos microfluídicos utilizados para la captura hidrodinámica es crear un molde de SU-8 . A partir de este molde, se puede fabricar un dispositivo de PDMS. Un dispositivo completo consta de dos capas: una capa de control y una capa fluida. La capa de control contiene una válvula para regular el flujo de la solución acuosa en estudio. La capa fluida contiene los canales por los que circula la solución acuosa. Muchos dispositivos tienen una ranura transversal donde convergen dos corrientes laminares opuestas. Esto crea un flujo extensional planar con un punto donde la velocidad se vuelve cero, conocido como punto de estancamiento del fluido . Al analizar un fluido con microesferas, ADN u otras partículas muy pequeñas bajo un microscopio, se pueden determinar las trayectorias de las partículas y el punto de estancamiento. ^{[ 1 ]}

La hidrodinámica microfluídica tiene aplicaciones prometedoras en medicina, especialmente en el diagnóstico en el punto de atención. El atrapamiento hidrodinámico permite aislar una célula objetivo de una mezcla acuosa. Existen varias ventajas para el uso del atrapamiento hidrodinámico como técnica de separación, incluyendo: mayores tasas de procesamiento, menor uso de muestras, mejor resolución espacial y eficiencia de costos. La forma en que las células objetivo se separan en una solución depende de varios tipos de efectos. El primero son los efectos inerciales. La inercia en el flujo laminar puede causar migración transversal de partículas en la solución. Los efectos inerciales están relacionados con el número de Reynolds . Otro efecto es el enfoque viscoelástico en fluidos no newtonianos . Este efecto explica las direcciones de migración en diferentes partículas y se basa en las propiedades de los fluidos poliméricos. Otro efecto es la deformabilidad de una partícula. Esto puede conducir a la separación celular selectiva por deformabilidad. Esta técnica es especialmente útil para identificar células cancerosas , que son más deformables que las células sanas de la misma parte del cuerpo. Otro método es el atrapamiento inducido por vorticidad. Esto resulta especialmente útil en situaciones de alto rendimiento y en aquellas donde existe una gran diferencia entre las células o partículas objetivo y las demás partículas de la solución. Los vórtices pueden crearse modificando la geometría de los canales. ^{[ 3 ]}

El atrapamiento hidrodinámico también puede utilizarse para atrapar y estudiar moléculas en bicapas lipídicas . Esto se logra mediante fuerzas de arrastre hidrodinámico creadas por un flujo de fluido a través de una pipeta cónica muy pequeña ubicada a aproximadamente un micrómetro de la bicapa lipídica. Esto permite atrapar y estudiar partículas que sobresalen de la bicapa lipídica. ^{[ 4 ]}