Desenvolupament d'una plataforma lab-on-a-chip per a la realització automatitzada d'assajos d'afinitat amb marca enzimàtica
La necessitat de tenir accés a eines per diagnosticar una malaltia ràpidament s'ha fet cada cop més evident, especialment després de la pandèmia provocada pel virus SARS-CoV-2. Actualment la majoria d'anàlisis els fa personal tècnic en laboratoris especialitzats, de manera que entre la pre...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:265445 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/265445 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Lab-On-A-Chip Elisa Vàlvules microfluídiques Válvulas microfluídicas Microfluidic valves Ciències Experimentals |
| Sumario: | La necessitat de tenir accés a eines per diagnosticar una malaltia ràpidament s'ha fet cada cop més evident, especialment després de la pandèmia provocada pel virus SARS-CoV-2. Actualment la majoria d'anàlisis els fa personal tècnic en laboratoris especialitzats, de manera que entre la presa de la mostra i l'obtenció dels resultats passen com a mínim 48h. Aquest retard dificulta prendre decisions i mesures de forma ràpida per actuar en conseqüència. Disposar d'eines d'anàlisis ràpides, robustes i que es puguin utilitzar al mateix lloc on s'atén al pacient (point-of-care) és una millora considerable de cara al diagnòstic i seguiment d'una malaltia. Algunes d'aquestes eines ja estan disponibles al mercat, com ara el test d'embaràs, el de detecció de glucosa per a diabètics o el de SARS-CoV-2. Aquests dispositius però, només permeten implementar protocols d'anàlisis molt simples que no requereixin la manipulació de gaires reactius ni constin de moltes etapes, o bé el resultat que se n'obté no és quantitatiu, fet que en limita l'ús per a determinades aplicacions on es requereix la quantificació de la mostra. El desenvolupament de dispositius (lab-on-a-chip) que permetin suplir aquestes carències, passa per incloure altres elements, com ara sistemes de detecció més precisos o sistemes per bombejar els fluids o per gestionar la circulació de múltiples reactius (e.g. vàlvules). Però per integrar-los en plataformes que siguin compactes i portables primer cal miniaturitzar-los, ja que actualment la gran majoria depenen d'elements externs voluminosos que impedeixen utilitzar-los in-situ. Aquesta tesis parteix de la tecnologia de vàlvules de cera integrades en dispositius lab-on-a-chip desenvolupada prèviament al Grup de Transductors Químics de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC). Primerament aquestes vàlvules s'actuaven elèctricament, però se'n va adaptar l'actuació per polsos de llum LED, ja que permetia simplificar la interfície i desenvolupar una plataforma potencialment més compacta. La tesis se centra en adaptar la tecnologia per integrar les vàlvules en xips microfluídics fabricats per tècniques de prototipatge ràpid. Aprofitant els avantatges que confereixen aquestes vàlvules, s'ha desenvolupat un instrument portable, per a automatitzar el funcionament dels xips, que integra un sistema de bombeig i un sistema de mesura de l'absorbància. A banda d'això, la plataforma s'ha adaptat per desenvolupar assajos d'afinitat amb marcatge enzimàtic del tipus ELISA sandvitx (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay). Per dur a terme aquests assajos s'ha incorporat una fase sòlida al xip sobre la qual s'han immobilitzat les molècules de captura. S'ha avaluat el comportament fluídic de tres fases sòlides diferents: microesferes de poliestirè, nitrocel·lulosa i vidre. Posteriorment, s'han posat apunt un assaig del tipus ELISA sandvitx (sobre nitrocel·lulosa) i un assaig de tipus ELONA (Enzyme-Linked Oligonucleotide Assay) (sobre vidre). Els assaigs s'han optimitzat en xips sense vàlvules i utilitzant una bomba de xeringa comercial per garantir un control ideal dels paràmetres fluídics. El primer assaig es basa en la detecció del factor de necrosis tumoral alpha (TNFα), una proteïna pro-inflamatòria que participa, juntament amb altres citoquines, en la resposta del sistema immunitari. És una proteïna àmpliament utilitzada com a biomarcador per estudiar la resposta antiinflamatòria front a diverses malalties. El segon assaig està pensat per detectar la seqüència d'ARNr 16S d'Escherichia coli a través de la interacció d'aquesta amb seqüències complementàries, en un format d'assaig del tipus ELONA. E.coli és un dels bacteris més comuns causants d'infeccions, tant en humans com en animals. Per això és un bon indicador d'interès en àmbits com la medicina, la indústria alimentària o el medi ambient. S'ha demostrat la viabilitat de realitzar immunoassajos automatitzats, encara que s'han detectat necessitats de millora en el disseny que caldria solucionar per tal de poder explotar al màxim el potencial de la plataforma desenvolupada. |
|---|