Desenvolvimento de um chip microfluídico para diagnósticos em saúde pública : prova de conceito

Abstract

Resumo: A rápida e constante evolução da tecnologia traz consigo necessidades como a otimização dos dispositivos utilizados. O tamanho reduzido, baixo custo e a rapidez nos resultados tornam-se características fundamentais para que uma nova tecnologia alcance sucesso. A tecnologia lab-on-a-chip é um avanço significativo na maneira como análises químicas e biológicas são realizadas, por oferecer diagnósticos precisos de maneira simples, rápida e barata. Os dispositivos construídos segundo esta tecnologia são baseados na microfluídica, ramo da mecânica dos fluidos, que consiste no estudo do comportamento de fluidos em sistemas abaixo da escala milimétrica e influenciados por forças externas. Nesses dispositivos, chamados de chips microfluídicos, o fluido a ser analisado escoa por microcanais. O INCT – Diagnósticos para a Saúde Pública é um órgão que visa implantar este tipo de tecnologia no país. Dentro deste contexto, no presente trabalho foi desenvolvido um chip microfluídico para diagnósticos em saúde, que é um dos objetivos do INCT. O dispositivo, que consiste em um disco de poli(metil-metacrilato) (PMMA), é composto por microcanais com simetria radial. Ao longo dos microcanais há poços com agentes biológicos que poderão determinar a presença ou não de determinadas doenças no paciente. O escoamento pelos canais é possibilitado pela aplicação de rotação ao dispositivo e, para que o dispositivo funcione plenamente, foi necessário incorporar um stopvalve ao final de cada microcanal. Foram realizados estudos das velocidades de rotação aplicadas ao dispositivo, pressões envolvidas e dos ângulos de abertura do -stopvalve?. Também foi feita uma caracterização da máquina Gravograph LS100, utilizada para confeccionar os dispositivos.

Abstract: Due to the fast and constant evolution of technology the optimization of devices turns out to be an essential aspect. Features such as reduced size, low cost and fast results become fundamental for the success of a new technology. Lab-on-a-chip technology is a significant advance as far as chemical and biological analyses are concerned, since it offers precise diagnosis in a simple, fast and inexpensive way. The devices which are designed using this technology are based on microfluidics, an emerging field of fluid mechanics. It consists of studying the behaviour of fluids below the millimetric range and under the influence of external forces. In these devices, called microfluidic chips, the fluid flows in microchannels. The INCT – Diagnósticos para a Saúde Pública, recently started, is an institution which intends to install this technology in Brazil for the use in fast diagnostic processes for public health. In the present work a microfluidic chip for disease diagnosis was developed, which is one of the objectives of the INCT. The device consists of a poly(methyl-methacrylate) (PMMA) disk with micromachined channels in radial symmetry with wells along those microchannels. These wells are designed to contain biological agents in the future, which will be able to indicate the presence or not of a disease in the patient. The flow through the channels is possible since it is submitted to rotation in the non-inertial frame. To achieve a fully functioning device, it was necessary to incorporate a stop valve at the end of each microchannel. A fairly complete characterization of the device was performed. A characterization of the engraving behavior of the CO2 laser of the Gravograph LS100 machine, used to produce the device, was also done.