Tecnología microfluídica en papel para aplicaciones en dispositivos POC (point of care)

Abstract

En el desarrollo de este trabajo, en una primera instancia, se utilizó una impresorade luz UV que se mueve en dos dimensiones y se comercializa para cortes en madera (sinfines de investigación), implementando con ella la técnica de fotoligrafía en papel. Estopermitió la automatización de la etapa de exposición a la luz UV, y eliminó la necesidadde utilizar las máscaras comúnmente usadas en la técnica de fotolitografía convencional.Como sustrato, se evaluaron diferentes papeles de filtro para escoger el que presentaramejor dispersión de fluido, resultando el papel Whatman N°1 el de mejor calidad y el quese usaría en el resto de la tesis. Se optimizaron los parámetros necesarios para aplicar latécnica de fotolitografía en este papel, simulando manualmente el movimiento del láserque posteriormente se hizo automáticamente por medio de la impresora. Para la fabricación de la zona hidrofóbica, se evaluaron diferentes materiales ytécnicas para tornar el papel hidrofóbico (resinas, tintas, marcadores). Posteriormente, seevaluaron distintos materiales para la fabricación de los electrodos (tintas y lápices dedistinta dureza), y diferentes diseños de celdas electroquímicas miniaturizadas en papelde filtro y en papel acetato. Se emplearon técnicas electroquímicas y espectroscopía deimpedancia para su caracterización. Como prueba de concepto de las medicioneselectroquímicas en papel, se fabricaron dos tipos de biosensores: a) un biosensorenzimático de glucosa, inmovilizando la enzima glucosa oxidasa (GOx)sobre el electrodode trabajo de la celda por simple adsorción, y b) un inmunosensor electroquímico,inmovilizando antígeno de Leishmania Braziliensis en un hidrogel de nisopropilacrilamida (NIPA) sobre el electrodo de trabajo de la celda electroquímica tantoen papel de filtro, como en papel acetato. Ambas pruebas resultaron exitosas y sentaronlas bases para el desarrollo de un chip microfluídico en papel híbrido 3D utilizando latécnica de fotolitografía sin máscara, para la detección rápida y económica de laenfermedad de Leishmaniasis. El dispositivo POC permitió la detección de la presenciade anticuerpos en sueros positivos provistos por el Instituto de Patología Experimental(IPE) de Salta. Para la optimización del dispositivo híbrido desarrollado, se realizaronensayos de doble titulación que permitieron definir las concentraciones óptimas deantígeno y anticuerpo de la enfermedad de Leishmaniasis a utilizar en el dispositivo.Por otro lado, al trabajar con mediciones electroquímicas en el desarrollo de estatesis, surgió la propuesta de un nuevo método para encontrar el punto óptimo depolarización de un sistema electroquímico en mediciones de crono-impedancia.Por último, en el marco de una estancia en la Universidad de Oviedo (España), selogró construir una plataforma electroquímica basada en papel, robusta y reproducible,que utiliza grapas como electrodos de detección. Al ser la primera vez que se utilizarongrapas en un sistema en papel, se presentó una patente española, la cual fue concedida en septiembre de 2017. Si bien se probó su aplicación en la detección de la enfermedadcelíaca, su uso se puede extender a diversas aplicaciones en el campo de la salud, medioambiente, alimentario, entre otros.