stringtranslate.com

Microfluídica basada en papel

Los microfluídicos basados ​​en papel son dispositivos microfluídicos que consisten en una serie de fibras hidrofílicas de celulosa o nitrocelulosa que transportan fluido desde una entrada a través del medio poroso hasta una salida o región deseada del dispositivo, por medio de la acción capilar . [1] Esta tecnología se basa en la prueba de flujo lateral convencional que es capaz de detectar muchos agentes infecciosos y contaminantes químicos. La principal ventaja de esto es que es en gran medida un dispositivo controlado pasivamente a diferencia de los dispositivos microfluídicos más complejos. El desarrollo de dispositivos microfluídicos basados ​​en papel comenzó a principios del siglo XXI para satisfacer la necesidad de sistemas de diagnóstico médico económicos y portátiles .

Arquitectura

Los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel presentan las siguientes regiones: [2]

Fluir

El movimiento de fluido a través de un medio poroso como el papel está regido por la permeabilidad (ciencias de la tierra) , la geometría y los efectos de la evaporación . En conjunto, estos factores dan como resultado una penetración capilar limitada por evaporación que se puede ajustar controlando la porosidad y la geometría del dispositivo. [4] El papel es un medio poroso en el que el fluido se transporta principalmente por capilaridad y evaporación. [5] El flujo capilar durante la humectación se puede aproximar mediante la ecuación de Washburn , que se deriva de la ley de Jurin y la ecuación de Hagen-Poiseuille . [6] La velocidad promedio del flujo de fluido se generaliza como, donde es la tensión superficial, el ángulo de contacto, es la viscosidad y es la distancia recorrida por el líquido. Modelos más extensos tienen en cuenta la tortuosidad del papel , [7] el radio de los poros y la deformación del papel . [8]

Una vez que el medio está completamente mojado, el flujo subsiguiente es laminar y sigue la ley de Darcy . [9] La velocidad promedio del flujo de fluido se generaliza como, donde es la permeabilidad del medio y es el gradiente de presión . [10] Una consecuencia del flujo laminar es que la mezcla es difícil y se basa únicamente en la difusión , que es más lenta en sistemas porosos. [11]

Fabricación

Los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel se pueden fabricar en función de las dimensiones, es decir, 2D y 3D. [12] Para fabricar microfluídicos basados ​​en papel 2D, se han empleado variaciones de métodos, como impresión en cera, impresión por inyección de tinta , fotolitografía , impresión flexográfica , tratamiento con plasma, tratamiento con láser, grabado (microfabricación) , serigrafía , impresora 3D de procesamiento de luz digital (DLP) y cribado de cera. [13] Una laminación adicional de múltiples microfluídicos de papel crea microfluídicos pseudo-3D que podrían proporcionar una dimensión adicional de la red fluídica y aumentar la complejidad. Cada técnica tiene como objetivo crear barreras físicas hidrófobas en papel hidrófilo que transporten pasivamente soluciones acuosas. [14] Luego, los reactivos biológicos y químicos deben depositarse selectivamente a lo largo del dispositivo sumergiendo el sustrato en una solución de reactivo o colocando localmente un reactivo sobre el sustrato. [15]

Impresión de cera

La impresión con cera utiliza una impresora sencilla para imprimir un patrón de cera sobre papel con el diseño deseado. Luego, la cera se derrite con una placa calefactora para crear canales. [16] Esta técnica es rápida y de bajo costo, pero tiene una resolución relativamente baja debido a la isotropía de la cera derretida.

Impresión por inyección de tinta

La impresión por inyección de tinta requiere recubrir el papel con un polímero hidrófobo y luego colocar selectivamente una tinta que graba el polímero para revelar el papel. [17] Esta técnica es de bajo costo y tiene alta resolución, pero está limitada por la velocidad de colocar una gota de tinta a la vez.

Fotolitografía

Las técnicas fotolitográficas son similares a la impresión por inyección de tinta, ya que utilizan una fotomáscara para grabar selectivamente un polímero fotorresistente . [18] Esta técnica tiene alta resolución y es rápida, pero tiene altos costos de equipo y material.

Impresión DLP

Esta técnica utiliza una técnica de impresión DLP en la que los polímeros de resina fotocurables se exponen a la luz para formar límites hidrófobos de microcanales abiertos en un papel poroso. Si los efectos de la evaporación son un problema en la aplicación específica, se pueden utilizar dos capas adicionales de resina curable en la parte superior e inferior del canal. A continuación, se limpia el exceso de resina sin curar con etanol. [19] Esta técnica tiene costes de equipo relativamente bajos y utiliza materiales fácilmente disponibles, lo que la convierte en una candidata prometedora para la producción en masa de dispositivos de diagnóstico en el punto de atención .

Procesamiento de plasma

En esta técnica, primero se vuelve hidrófobo el papel utilizando un agente hidrofobizante como AKD o polimerización de plasma de fluorocarbono , y luego se utiliza el grabado de plasma de O2 con una máscara para crear patrones hidrófilos en el papel. Una ventaja de los procesos basados ​​en plasma es que los diseños y funcionalidades complejos, como canales totalmente cerrados y semicerrados, [20] interruptores de flujo de encendido y apagado, [21] y canales de control de flujo de fluido [22] se pueden incorporar con relativa facilidad. Sin embargo, el costo de producción es relativamente más alto que otros métodos de fabricación.

Aplicaciones analíticas

Espectrometría de masas

La ionización por pulverización de papel se está desarrollando rápidamente como una interfaz para dispositivos analíticos basados ​​en papel micro μPAD y espectrometría de masas. La técnica, descrita por primera vez por el grupo de Graham Cooks en Purdue, [23] implica aplicar un voltaje a una hoja triangular de papel húmedo cerca de la entrada de un espectrómetro de masas. Aunque el mecanismo exacto no se entiende bien, pueden ocurrir dos modos de operación: una pulverización de cono múltiple a altas velocidades de flujo y una pulverización de cono único que ocurre cuando se ha agotado el solvente. [24] Esto es parte de un esfuerzo mayor para combinar manipulaciones microfluídicas complejas con la detección espectral de masas. La impresión de cera de barreras hidrofóbicas es un método común para crear canales de flujo distintos dentro de dispositivos de papel, y esto se ha extendido a μPAD-MS para mejorar la eficiencia de ionización (al permitir el enfoque de la corriente de analito) y permitir la mezcla de reacción mediante la impresión de cera en la superficie triangular del papel. [25] También se han demostrado separaciones cromatográficas en μPAD antes de la detección por pulverización de papel. [26] Inicialmente, la ionización por pulverización de papel se aplicó para la detección de moléculas pequeñas, como productos farmacéuticos [27] y drogas de abuso. [28] Sin embargo, también se ha demostrado que la ionización por pulverización de papel puede ionizar proteínas grandes mientras se conservan interacciones no covalentes. [29]

Métodos de separación

Pocos detectores analíticos son verdaderamente específicos para una sola especie; por lo tanto, a menudo es necesario algún tipo de paso de separación antes de la detección. Además, la separación permite la detección de múltiples analitos dentro de una sola plataforma. Las separaciones basadas en cromatografía planar (TLC) son quizás las más fáciles de implementar, ya que muchos μPAD se construyen con papel cromatográfico. Normalmente, el canal de separación se define mediante la impresión de cera de dos barreras hidrófobas. [30] La detección electroquímica es quizás la más común, [31] probablemente debido a su facilidad de implementación, aunque la colorimetría , la quimioluminiscencia [32] y la detección espectral de masas también se han utilizado junto con las separaciones cromatográficas basadas en papel. A pesar de la facilidad de implementación, la cromatografía planar se ve obstaculizada por una altura de placa relativamente baja (es decir, una eficiencia de separación deficiente). Desde que el grupo de Chakraborty demostró la viabilidad del flujo electrocinético en μPAD, [33] han aparecido en la literatura varias aplicaciones de separaciones electroforéticas en μPAD. El grupo Crooks en UT-Austin demostró con éxito que las separaciones electroforéticas en μPAD se podían lograr con voltajes aplicados relativamente bajos en comparación con los dispositivos electroforéticos convencionales debido a las altas intensidades de campo que se pueden generar en hojas muy delgadas (180 μm) de papel para origami. [34] También se pueden utilizar métodos de separación más simples en μPAD; por ejemplo, el grupo Henry demostró la separación del plasma de la sangre completa utilizando membranas de separación de sangre. [35]

Control de flujo

Existen varias formas de controlar el flujo de fluido en los canales. Estas incluyen cambiar el ancho y la longitud del canal, alterar la humectabilidad del papel, desviar parte del fluido a través de un canal paralelo o cambiar la viscosidad del fluido. [36] El flujo en los PAD se puede apagar con puentes de azúcar solubles, tratamiento de descarga de corona para alterar un recubrimiento en el papel de un estado hidrófobo a hidrófilo, o el uso de un polímero expandible activado por el flujo para cerrar la ruta de flujo. [37]

Integración electrónica

La integración de plataformas microfluídicas y componentes electrónicos tiene el potencial de generar sistemas de análisis total micro (μTAS), que son dispositivos que incluyen y automatizan todos los pasos esenciales para la preparación y el análisis de muestras. [38] La electrónica de papel se basa en estructuras funcionales como conductores que se fabrican en la superficie del papel, pero la microfluídica basada en papel se basa en canales y barreras que se fabrican dentro del sustrato. [38] Esta incompatibilidad llevó a que la mayoría de los μTAS se desarrollaran utilizando electrodos externos en contacto con los canales de papel. Sin embargo, en 2009, se integraron electrodos serigrafiados en un dispositivo microfluídico basado en papel para crear un biosensor de glucosa, lactato y ácido úrico. [39] Este primer informe de integración electrónica para microfluídica basada en papel ilustró cómo esto puede mejorar el diseño de μTAS a bajo costo. Desde entonces, se han desarrollado diversas técnicas de fabricación de electrodos, entre ellas la serigrafía , la impresión por inyección de tinta , la deposición catódica de metal, el dibujo a lápiz, la pirólisis inducida por láser y los electrodos externos para crear una red de trazas conductoras. [40]

Serigrafía

La serigrafía es el método más popular para crear trazos electrónicos sobre papel. En este proceso, la tinta se transfiere a áreas de los canales microfluídicos basados ​​en papel utilizando una plantilla. Dungchai et al . demostraron la detección electroquímica utilizando tinta de carbono serigrafiada para los electrodos de trabajo y contraelectrodos y tinta de plata/cloruro de plata como electrodo de referencia al final del canal microfluídico. [39] Los electrodos serigrafiados en dispositivos microfluídicos basados ​​en papel se han utilizado no solo para desarrollar biosensores para metabolitos, [39] [41] [42] sino también para detectar bacterias [43] y metales pesados ​​[44] en alimentos y agua. La naturaleza escalable de este proceso hace que sea prometedor crear dispositivos electroquímicos a un costo ultrabajo adecuados para pruebas de campo. [45]

Impresión por inyección de tinta

Una técnica física prometedora es la impresión por inyección de tinta, que permite depositar materiales conductores de forma precisa y reproducible sobre papel. [38] [46] Como prueba de concepto, Ko et al . desarrollaron un chip eléctrico basado en papel utilizando una impresora de oficina en casa, una tinta hecha de nanotubos de carbono y papel de revista. [47] De manera similar, se imprimieron nanopartículas de plata en canales microfluídicos para detectar cambios en la permitividad de los fluidos, revelando información sobre la concentración y las proporciones de mezcla. [48] Sin embargo, los grupos de investigación han descubierto que estas tintas que contienen nanopartículas pueden autoagregarse en el papel debido a un secado desigual, lo que conduce a una cobertura no uniforme y respuestas no lineales. [46] Una técnica física prometedora es la impresión por inyección de tinta, que permite depositar materiales conductores de forma precisa y reproducible sobre papel. [38] [46] [49] [50] En este sentido, el crecimiento controlado de nanopartículas puede ayudar a mejorar la conductividad y el rendimiento de detección. A medida que los grupos de semillas crecen y se interconectan dentro de las fibras de papel, sus propiedades y estructura del material final se pueden controlar a través del proceso y las condiciones químicas. [51] Las condiciones típicas del proceso de crecimiento consisten en iones metálicos disueltos en un entorno químico reductor. Una vez que las nanopartículas han crecido, se pueden funcionalizar con biomoléculas de reconocimiento para aumentar la especificidad y la sensibilidad de los dispositivos microfluídicos. [52]

La impresión por inyección de tinta es compatible con una amplia variedad de materiales y es una tecnología prometedora no solo para fabricar trazas conductoras, sino también para incorporar componentes electrónicos avanzados como transistores en dispositivos basados ​​en papel. [53]

Pulverización catódica de metales

La pulverización catódica de metales y óxidos metálicos es una de las técnicas más consolidadas en la microfabricación en salas blancas. Este enfoque se ha adaptado para pulverizar electrodos de oro sobre dispositivos microfluídicos basados ​​en papel y ha demostrado un excelente rendimiento en la detección de ADN mediante etiquetas de puntos cuánticos. [54] Un beneficio notable de emplear oro puro como material del electrodo es el potencial de aprovechar la química de monocapa autoensamblada , que facilita la funcionalización y la antiincrustación de la superficie del electrodo.

Dibujo a lápiz

La técnica del lápiz sobre papel es posiblemente la forma más sencilla y accesible de crear electrodos en microfluídica basada en papel, ya que utiliza suministros de oficina comunes y económicos. Aquí, el circuito grafítico se crea en el dispositivo microfluídico basado en papel dibujando repetidamente con un lápiz. [55] [56] [57] Por ejemplo, este método de integración eléctrica se utilizó en un dispositivo microfluídico de papel completamente dibujado a mano para la detección del cáncer en el punto de atención. [57] Esta técnica sin solventes permite la posibilidad de crear μTAS improvisados ​​basados ​​en papel. Sin embargo, el lápiz sobre papel también puede conducir a una deposición no uniforme de grafito, lo que limita el rendimiento de estos circuitos dibujados a mano. [56] Además, aunque el proceso se puede automatizar, el procedimiento de dibujo repetido es poco escalable.

Pirólisis inducida por láser

La pirólisis de celulosa inducida por láser representa un método práctico para transformar el papel no conductor en un material similar al grafeno , ofreciendo así un medio fácilmente disponible para modelar electrodos sobre papel. [58] Los electrodos se crean in situ y conservan la propiedad porosa y absorbente del sustrato de papel, al tiempo que demuestran una gran área de superficie electroactiva para la detección. [59] Dado que los electrodos son completamente permeables al flujo capilar, se pueden construir dispositivos de flujo electroquímico utilizando esta tecnología. Sin embargo, como método de fabricación sin reactivos, hay poco margen para ajustar las propiedades de la superficie y la composición química de los electrodos resultantes.

Electrodos externos

El avance de tecnologías como la impresión 3D ha permitido la creación de electrodos utilizando equipos sencillos y de fácil acceso, lo que ha dado lugar a numerosos casos en los que estos electrodos se modelan como unidades independientes y, posteriormente, se integran con dispositivos microfluídicos basados ​​en papel. Con este fin, ha habido varios ejemplos de modelado de electrodos termoplásticos y su uso para detección electroquímica, por ejemplo, en análisis de inyección de flujo. [60]

Otro

Se han desarrollado otros métodos de integración física ( recubrimiento por pulverización o centrifugación , mezcla y filtración al vacío) para la electrónica de papel, [46] pero aún no se han implementado en dispositivos microfluídicos basados ​​en papel.

Aplicaciones

La principal ventaja de los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel sobre los dispositivos microfluídicos tradicionales es su potencial para su uso en el campo en lugar de en un laboratorio. [61] [62] El papel de filtro es ventajoso en un entorno de campo porque es capaz de eliminar contaminantes de la muestra y evitar que se desplacen por el microcanal. Esto significa que las partículas no inhibirán la precisión de los ensayos basados ​​en papel cuando se utilizan al aire libre. [62] Los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel también son de tamaño pequeño (aproximadamente unos pocos mm a 2 cm de largo y ancho) [62] [63] [64] en comparación con otras plataformas microfluídicas, como los dispositivos microfluídicos basados ​​en gotas, que a menudo utilizan portaobjetos de vidrio de hasta 75 mm de longitud. [65] [66] Debido a su pequeño tamaño y material relativamente duradero, los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel son portátiles. [61] [62] Los dispositivos basados ​​en papel también son relativamente económicos. El papel de filtro es muy barato, al igual que la mayoría de los agentes de modelado utilizados en la fabricación de microcanales, incluidos PDMS y cera. La mayoría de los principales métodos de fabricación basados ​​en papel tampoco requieren equipos de laboratorio costosos. [61] Estas características de la microfluídica basada en papel la hacen ideal para pruebas en el punto de atención , particularmente en países que carecen de herramientas de diagnóstico médico avanzadas. [62] La microfluídica basada en papel también se ha utilizado para realizar pruebas ambientales y de seguridad alimentaria. [67] [68] [69] [70] Los principales problemas en la aplicación de esta tecnología son la falta de investigación en las técnicas de control de flujo, precisión y exactitud, la necesidad de procedimientos de operador más simples en el campo y la escala de producción para cumplir con los requisitos de volumen de un mercado global. [37] Esto se debe en gran medida al enfoque en la industria en utilizar los canales de fabricación basados ​​en silicio actuales para comercializar tecnologías LOC de manera más eficiente y económica. [71]

Para diagnóstico

El objetivo original de la microfluídica basada en papel (μPAD) era fabricar dispositivos de punto de atención (POC) de bajo costo y fáciles de usar que se puedan operar sin la asistencia de personal médico o cualquier otro especialista calificado en áreas rurales y con recursos limitados. [72] Para lograr este objetivo, μPAD debe cumplir con los criterios "Asequible, Sensible, Específico, Fácil de usar, Rápido y robusto, Sin equipo, Entregar", proporcionados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), que son los requisitos para las pruebas de diagnóstico para entornos con recursos limitados. [72] [73] [74] Sin embargo, en la "Guía para ayudar a la selección de pruebas de diagnóstico" oficial de POC se afirma que estos criterios son genéricos y se pueden modificar según la aplicación de la prueba. [73] El principal problema de los diagnósticos microfluídicos basados ​​en papel es que la investigación en este campo se dirige a proporcionar nuevos conceptos e ideas en lugar de mejorar la aceptación del usuario y, como resultado, la mayoría de los dispositivos μPAD aún no pueden ser interpretados por usuarios no profesionales. [75] Sin embargo, POC no es la única aplicación de la microfluídica basada en papel para diagnósticos. Recientemente, se empleó un papel en la producción de dispositivos analíticos microfluídicos más complicados, llamados dispositivos de laboratorio en un chip (LOC), que también se utilizan en diagnósticos. El uso de papel para fabricar dispositivos LOC en lugar de polidimetilsiloxano (PDMS) y vidrio puede reducir el costo y el tamaño al mismo tiempo que aumenta la portabilidad. Esto permite que los dispositivos LOC se vuelvan más accesibles en condiciones de recursos limitados. [76]

Uso de microfluídica de papel en la determinación del grupo sanguíneo

Recientemente, la microfluídica de papel se ha utilizado en la fabricación de numerosas pruebas inmunológicas. Khan et al. en 2010 investigaron un dispositivo de tipificación sanguínea basado en el principio de que la aglutinación de glóbulos rojos , desencadenada por la interacción de antígenos específicos , disminuye drásticamente la absorción y el transporte de sangre en papel o medios cromatográficos . [77] El concepto se exhibió con un prototipo de dispositivo microfluídico basado en papel, hecho de un papel de filtro con forma de zona central con tres canales extensibles. Cada canal se trata con una solución diferente de anticuerpo (Epiclone Anti-A, Anti-B y Anti-D). [77] Dado que los μPAD se crearon deliberadamente para su uso en condiciones de escasez de recursos, es muy importante proporcionar la capacidad de analizar muestras reales como sangre y orina humanas no pretratadas . [78] Este dispositivo está construido para analizar muestras de sangre completa , lo que es un paso importante para aumentar la aceptación del usuario de los diagnósticos microfluídicos basados ​​en papel. El análisis se basa en el comportamiento de absorción de la mezcla de sangre o anticuerpos sobre el papel. La mezcla de muestras de sangre con anticuerpos de inmunoglobulina M , específicos para cada grupo sanguíneo , provoca la aglutinación de los glóbulos rojos (RBC) mediante la formación de puentes de polímeros tras la adsorción en los antígenos de los glóbulos rojos correspondientes, y se produce la separación cromatográfica de la muestra en el canal determinado del dispositivo. Al mismo tiempo, la separación no se produce en las manos empapadas en anticuerpos no específicos y la muestra de sangre se debilita como una solución uniforme y estable . A partir de la evidente diferencia en el transporte de la solución y la apariencia del canal, se puede identificar el efecto de separación para la determinación del tipo de sangre. [79] [61] [77]

Noiphung et al. en 2014 siguieron un enfoque en la tipificación sanguínea microfluídica basada en papel usando anticuerpos para causar la aglutinación de glóbulos rojos, y el grupo diseñó un nuevo dispositivo analítico basado en papel (PAD) para la agrupación sanguínea que se puede usar para la realización sincrónica de la agrupación sanguínea Rh y ABO directa e inversa en el mismo dispositivo. [80] La agrupación directa es un procedimiento de tipificación sanguínea mediante el cual los glóbulos rojos del paciente se mezclan con reactivos Anti-A y Anti-B. Por otro lado, la tipificación inversa es un procedimiento de tipificación sanguínea donde el suero del paciente se mezcla con células del reactivo A y células del reactivo B. Los resultados deben ser opuestos a la tipificación directa. [81] El dispositivo diseñado tiene dos lados: lado delantero (F), hecho de papel de cromatografía con tres canales manchados con 1,5 mL de soluciones de anticuerpos Anti-A, Anti-B y Anti-D cada uno, y lado inverso (R), hecho con membrana de separación de sangre y conectado a canales de anticuerpos de tipo A y tipo B. El PAD se fabrica utilizando una combinación de tecnologías de inmersión en cera para unir el papel de cromatografía Whatman y la membrana de separación de sangre. El dispositivo incluía tres canales impresos en cera para la agrupación directa, dos de los cuales también se aplicaron para la agrupación inversa. Si bien el lado R era apto para el análisis de muestras de sangre completa, el grupo de Noiphung descubrió que las muestras de sangre completa son demasiado viscosas para aplicarse directamente en un lado de papel del dispositivo. Durante el experimento, se determinó que la relación óptima de dilución sangre-agua es 1:2. La tipificación sanguínea se ejecutó midiendo la relación de las distancias de transporte de los glóbulos rojos (RBC) y el plasma . La precisión de los PAD propuestos en la tipificación sanguínea fue del 92 %, 85 %, 89 %, 93 % y 96 % para los tipos de sangre A, B, AB, O y Rh+ respectivamente. [80] [79] [77]

Detección de glucosa

Los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel se han diseñado para monitorear una amplia variedad de dolencias médicas. La glucosa juega un papel importante en la diabetes y el cáncer, [82] y se puede detectar a través de un ciclo catalítico que involucra glucosa oxidasa , peróxido de hidrógeno y peroxidasa de rábano picante que inicia una reacción entre la glucosa y un indicador de color, frecuentemente yoduro de potasio , en un dispositivo microfluídico basado en papel. [82] Este es un ejemplo de detección colorimétrica . El primer dispositivo microfluídico basado en papel, desarrollado por el grupo de George Whitesides en Harvard, pudo detectar simultáneamente proteínas y glucosa a través de reacciones de cambio de color ( reacción de yoduro de potasio para glucosa y reacción de azul de tetrabromofenol para la proteína BSA ). [62] La parte inferior del dispositivo de papel se inserta en una solución de muestra preparada en el laboratorio y se observa la cantidad de cambio de color. [62] Más recientemente, se desarrolló un dispositivo microfluídico basado en papel que utiliza detección colorimétrica para cuantificar la glucosa en el plasma sanguíneo. El plasma sanguíneo se separa de las muestras de sangre completa en un dispositivo impreso en cera, donde los glóbulos rojos son aglutinados por anticuerpos y el plasma sanguíneo puede fluir a un segundo compartimento para la reacción de cambio de color. [63] La detección electroquímica [83] también se ha utilizado en estos dispositivos. Proporciona una mayor sensibilidad en la cuantificación, mientras que la detección colorimétrica se utiliza principalmente para evaluaciones cualitativas. [61] [82] Se han utilizado electrodos serigrafiados [84] y electrodos impresos directamente en papel de filtro [85] . Un ejemplo de un dispositivo microfluídico basado en papel que utiliza la detección electroquímica tiene forma de mancuerna para aislar el plasma de la sangre completa. [85] La corriente del peróxido de hidrógeno producido en el ciclo catalítico mencionado anteriormente se mide y se convierte en concentración de glucosa. [85]

Dispositivos 3D para la detección de glucosa

El grupo de Whitesides también desarrolló un dispositivo microfluídico basado en papel 3D para la detección de glucosa que puede producir curvas de calibración en el chip debido al diseño mejorado del flujo de fluido. [86] Este dispositivo 3D consta de capas de papel estampadas con canales microfluídicos que están conectados por capas de cinta adhesiva de doble cara con agujeros. Los agujeros en la cinta permiten el flujo entre canales en capas alternas de papel, por lo que este dispositivo permite rutas de flujo más complicadas y permite la detección de múltiples muestras en una gran cantidad (hasta ~1000) de zonas de detección en la última capa de papel. [86] Más recientemente, se desarrollaron dispositivos microfluídicos basados ​​en papel 3D ensamblados usando origami . [87] A diferencia del diseño de Whitesides, estos dispositivos utilizan una sola capa de papel estampado que luego se dobla en múltiples capas antes de que la solución de muestra se inyecte en el dispositivo. [87] Posteriormente, el dispositivo se puede desplegar y cada capa del dispositivo se puede analizar para la detección simultánea de múltiples analitos. [87] Este dispositivo es más simple y menos costoso de fabricar que el dispositivo mencionado anteriormente que utiliza múltiples capas de papel. [86] [87] La ​​mezcla entre los canales en las diferentes capas no fue un problema en ninguno de los dispositivos, por lo que ambos dispositivos tuvieron éxito en cuantificar la glucosa y la BSA en múltiples muestras simultáneamente. [86] [87]

Pruebas ambientales y de seguridad alimentaria

Los dispositivos microfluídicos basados ​​en papel tienen varias aplicaciones fuera del campo médico. Por ejemplo, los biosensores basados ​​en papel se han utilizado ampliamente en el monitoreo ambiental . [67] [68] [69] [70] Se desarrollaron dos dispositivos recientes para la detección de Salmonella [68] y E. coli . [67] El último dispositivo se utilizó específicamente para detectar E. coli en siete muestras de agua de campo de Tucson , Arizona . [67] Las partículas de poliestireno conjugadas con anticuerpos se cargaron en el medio del canal microfluídico, después de la entrada de la muestra. La inmunoaglutinación ocurre cuando las muestras que contienen Salmonella o E. coli , respectivamente, entran en contacto con estas partículas. [67] [68] La cantidad de inmunoaglutinación se puede correlacionar con el aumento de la dispersión de luz de Mie, que se detectó con una aplicación de teléfono inteligente especializada bajo luz ambiental. [67] [68] La microfluídica basada en papel también se ha utilizado para detectar pesticidas en productos alimenticios, como el jugo de manzana y la leche. [69] Un diseño reciente utilizó impresión de inyección de tinta piezoeléctrica para imprimir papel con la enzima acetilcolinesterasa (AChE) y el sustrato acetato de indofenilo (IPA), y este dispositivo microfluídico basado en papel se utilizó para detectar pesticidas organofosforados ( inhibidores de AChE ) a través de una disminución del color azul-violeta. [69] Este dispositivo se distingue por el uso de papel bioactivo en lugar de compartimentos con reactivos almacenados previamente, y se demostró que tiene una buena estabilidad a largo plazo, lo que lo hace ideal para uso en campo. [69] Un diseño microfluídico basado en papel más reciente utilizó un sensor, que consiste en ADN monocatenario marcado con fluorescencia (ssDNA) acoplado con óxido de grafeno , en su superficie para detectar simultáneamente metales pesados ​​​​y antibióticos en productos alimenticios. [70] Los metales pesados ​​​​aumentaron la intensidad de la fluorescencia, mientras que los antibióticos disminuyeron la intensidad de la fluorescencia. [70] Recientemente, los dispositivos basados ​​en papel se han vuelto muy atractivos para fabricar dispositivos analíticos económicos, desechables y convenientes para la determinación de fosfato reactivo en agua. Estos dispositivos utilizan el protocolo de azul de molibdeno para la detección de fosfato. [88]

Referencias

  1. ^ ab Liu M, et al. (marzo de 2019). "Adaptación de medios porosos para un flujo capilar controlable" (PDF) . Journal of Colloid and Interface Science . 539 : 379–387. arXiv : 2106.03526 . Bibcode :2019JCIS..539..379L. doi :10.1016/j.jcis.2018.12.068. PMID  30594833. S2CID  58553777.
  2. ^ Berthier, Jean; Brake, Kenneth A.; Berthier, Erwin (2016). Microfluidos abiertos . John Wiley & Sons, Inc. págs. 229–256. doi :10.1002/9781118720936.ch7. ISBN 9781118720936.
  3. ^ Elementos de flujo capilar iMechanica
  4. ^ Liu, M.; et al. (2018). "Ajuste de la penetración capilar en medios porosos: combinación de efectos geométricos y de evaporación" (PDF) . Revista internacional de transferencia de calor y masa . 123 : 239–250. doi :10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.02.101. S2CID  51914846.
  5. ^ Dixit, Chandra K.; Kaushik, Ajeet (13 de octubre de 2016). Microfluídica para biólogos: fundamentos y aplicaciones. Springer. ISBN 9783319400365.
  6. ^ Washburn, Edward W. (1 de marzo de 1921). "La dinámica del flujo capilar". Physical Review . 17 (3): 273–283. Código Bibliográfico :1921PhRv...17..273W. doi :10.1103/PhysRev.17.273.
  7. ^ Cai, Jianchao; Yu, Boming (1 de septiembre de 2011). "Una discusión sobre el efecto de la tortuosidad en la imbibición capilar en medios porosos". Transporte en medios porosos . 89 (2): 251–263. doi :10.1007/s11242-011-9767-0. ISSN  0169-3913. S2CID  122423399.
  8. ^ Berthier, Jean; Brake, Kenneth A. (2012). La física de las microgotas - Biblioteca en línea Berthier-Wiley . doi :10.1002/9781118401323. ISBN 9781118401323.
  9. ^ Bejan, Adrian (2013). "Frontmatter". Transferencia de calor por convección . John Wiley & Sons, Inc., págs. i–xxxiii. doi :10.1002/9781118671627.fmatter. ISBN 9781118671627.
  10. ^ Darcy, Henry (1856). Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Exposición y aplicación de los principios de suivre y de las fórmulas del empleador en las cuestiones de distribución del agua: ouvrage terminé par un appendice relatif aux fournitures d'eau de plusieurs villes au filtrage des eaux et à la fabrication des tuyaux de fonte, de plomb , de tole et de bitume (en francés). Dalmont.
  11. ^ Difusión en medios porosos naturales: transporte de contaminantes | Peter Grathwohl | Springer. Temas de mecánica de fluidos ambientales. Springer. 1998. ISBN 9780792381020.
  12. ^ Loo J, Ho A, Turner A, Mak WC (2019). "Biosensores microfluídicos impresos integrados". Tendencias en biotecnología . 37 (10): 1104–1120. doi :10.1016/j.tibtech.2019.03.009. hdl :1826/15985. PMID  30992149. S2CID  119536401.
  13. ^ "Dispositivos microfluídicos de papel: una revisión 2017 - Elveflow". Elveflow . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  14. ^ Galindo-Rosales, Francisco José (26 de mayo de 2017). Flujos de fluidos complejos en microfluídica. Springer. ISBN 9783319595931.
  15. ^ Yamada, Kentaro; Shibata, Hiroyuki; Suzuki, Koji; Citterio, Daniel (29 de marzo de 2017). "Hacia la aplicación práctica de la microfluídica basada en papel para diagnósticos médicos: estado del arte y desafíos". Lab on a Chip . 17 (7): 1206–1249. doi :10.1039/C6LC01577H. ISSN  1473-0189. PMID  28251200. S2CID  5042653.
  16. ^ Carrilho, Emanuel; Martinez, Andres W.; Whitesides, George M. (15 de agosto de 2009). "Comprensión de la impresión con cera: un proceso de micropatrón simple para microfluídica basada en papel". Química analítica . 81 (16): 7091–7095. doi :10.1021/ac901071p. ISSN  0003-2700. PMID  20337388. S2CID  17429027.
  17. ^ Yamada, Kentaro; Henares, Terence G.; Suzuki, Koji; Citterio, Daniel (27 de abril de 2015). "Dispositivos analíticos microfluídicos impresos por inyección de tinta basados ​​en papel". Angewandte Chemie International Edition . 54 (18): 5294–5310. doi :10.1002/anie.201411508. ISSN  1521-3773. PMID  25864471.
  18. ^ Asano, Hitoshi; Shiraishi, Yukihide (9 de julio de 2015). "Desarrollo de un dispositivo analítico microfluídico basado en papel para el ensayo de hierro utilizando una fotomáscara impresa con una impresora 3D para la fabricación de zonas hidrófilas e hidrófobas en papel mediante fotolitografía". Analytica Chimica Acta . 883 : 55–60. doi :10.1016/j.aca.2015.04.014. ISSN  0003-2670. PMID  26088776.
  19. ^ Park, C., Han, YD, Kim, HV, Lee, J., Yoon, HC y Park, S. (2018). Impresión 3D de doble cara en papel para la producción en masa de dispositivos analíticos microfluídicos tridimensionales basados ​​en papel (3D-μPAD). Lab on a Chip, 18(11), 1533-1538. doi:10.1039/C8LC00367J
  20. ^ Raj N, Breedveld V, Hess D (2019) Fabricación de dispositivos microfluídicos de papel completamente cerrados mediante deposición y grabado de plasma Lab chip 19:3337-3343
  21. ^ Li X, Tian J, Nguyen T, Shen W (2008) Dispositivos microfluídicos basados ​​en papel mediante tratamiento con plasma Anal Chem 80:9131-9134
  22. ^ Raj N, Breedveld V, Hess DW (2020) Control de flujo en dispositivos analíticos basados ​​en papel de microfluídica completamente cerrados que utilizan procesos de plasma Sens Actuators B Chem 320:128606
  23. ^ Wang, He; Liu, Jiangjiang; Cooks, R. Graham; Ouyang, Zheng (2010). "Pulverización de papel para el análisis directo de mezclas complejas mediante espectrometría de masas". Angewandte Chemie International Edition . 49 (5): 877–880. doi : 10.1002/anie.200906314 . ISSN  1521-3773. PMID  20049755.
  24. ^ Espy, Ryan D.; Muliadi, Ariel R.; Ouyang, Zheng; Cooks, R. Graham (1 de julio de 2012). "Mecanismo de pulverización en la ionización por pulverización de papel". Revista internacional de espectrometría de masas . Número de honor del 65.º cumpleaños de Eugene N. Nikolaev. 325–327: 167–171. Código Bibliográfico : 2012IJMSp.325..167E. doi : 10.1016/j.ijms.2012.06.017. ISSN  1387-3806.
  25. ^ Bereman, Michael S.; Walker, Glenn; Murray, Ian (20 de junio de 2016). "Mejora del rendimiento analítico y la versatilidad de la espectrometría de masas por pulverización de papel mediante microfluídica de papel". Analyst . 141 (13): 4065–4073. Bibcode :2016Ana...141.4065M. doi :10.1039/C6AN00649C. ISSN  1364-5528. PMID  27138343. S2CID  11917032.
  26. ^ Coltro, Wendell KT; Vaz, Boniek G.; Abdelnur, Patricia V.; Lobo-Júnior, Eulício Oliveira; Carvalho, Thays Colletes de; Duarte, Lucas Costa (8 de enero de 2016). "Impresión 3D de dispositivos microfluídicos para espectrometría de masas de ionización por pulverización directa asistida por papel". Métodos analíticos . 8 (3): 496–503. doi :10.1039/C5AY03074A. ISSN  1759-9679.
  27. ^ Manicke, Nicholas E.; Yang, Qian; Wang, He; Oradu, Sheran; Ouyang, Zheng; Cooks, R. Graham (1 de marzo de 2011). "Evaluación de la ionización por pulverización de papel para la cuantificación de productos farmacéuticos en manchas de sangre". Revista internacional de espectrometría de masas . Número de honor de John Fenn. 300 (2): 123–129. Código Bibliográfico : 2011IJMSp.300..123M. doi : 10.1016/j.ijms.2010.06.037. ISSN  1387-3806.
  28. ^ Espy, Ryan D.; Teunissen, Sebastiaan Frans; Manicke, Nicholas E.; Ren, Yue; Ouyang, Zheng; van Asten, Arian; Cooks, R. Graham (5 de agosto de 2014). "Espectrometría de masas por pulverización de papel y pulverización de extracción para la cuantificación directa y simultánea de ocho drogas de abuso en sangre completa". Química analítica . 86 (15): 7712–7718. doi :10.1021/ac5016408. ISSN  0003-2700. PMID  24970379.
  29. ^ Zhang, Yun; Ju, Yue; Huang, Chengsi; Wysocki, Vicki H. (4 de febrero de 2014). "Ionización por pulverización de papel de complejos proteicos no covalentes". Química analítica . 86 (3): 1342–1346. doi :10.1021/ac403383d. ISSN  0003-2700. PMID  24428429.
  30. ^ Shiroma, Leandro Yoshio; Santhiago, Murilo; Gobbi, Angelo L.; Kubota, Lauro T. (6 de mayo de 2012). "Separación y detección electroquímica de paracetamol y 4-aminofenol en un dispositivo microfluídico basado en papel". Analytica Chimica Acta . 725 : 44–50. doi :10.1016/j.aca.2012.03.011. ISSN  0003-2670. PMID  22502610.
  31. ^ Whitesides, George M.; Akbulut, Ozge; Liu, Xinyu; Deiss, Frédérique; Nie, Zhihong (27 de octubre de 2010). "Integración de dispositivos microfluídicos basados ​​en papel con lectores electroquímicos comerciales". Lab on a Chip . 10 (22): 3163–3169. doi :10.1039/C0LC00237B. ISSN  1473-0189. PMC 3060706 . PMID  20927458. 
  32. ^ Huang, Jiadong; Li, Nianqiang; Yan, Mei; Yu, Jinghua; Ge, Shenguang; Wang, Shaowei; Ge, Lei (1 de mayo de 2014). "Separación electroforética en un dispositivo analítico microfluídico basado en papel con un detector de quimioluminiscencia electrogenerada inalámbrico en columna". Chemical Communications . 50 (43): 5699–5702. doi :10.1039/C3CC49770D. ISSN  1364-548X. PMID  24904944. S2CID  205847877.
  33. ^ Chakraborty, Suman; Dey, Ranabir; Mandal, Pratiti (18 de septiembre de 2012). "Electrocinética con dispositivos de "papel y lápiz"". Laboratorio en un chip . 12 (20): 4026–4028. doi :10.1039/C2LC40681K. ISSN  1473-0189. PMID  22898742.
  34. ^ Luo, Long; Li, Xiang; Crooks, Richard M. (16 de diciembre de 2014). "Dispositivo electroforético de bajo voltaje basado en papel origami para la separación rápida de proteínas". Química analítica . 86 (24): 12390–12397. doi :10.1021/ac503976c. ISSN  0003-2700. PMID  25456275. S2CID  24124615.
  35. ^ Laiwattanapaisal, Wanida; Henry, Charles S.; Chailapakul, Orawon; Dungchai, Wijitar; Songjaroen, Temsiri (14 de agosto de 2012). "Separación de sangre en dispositivos analíticos microfluídicos basados ​​en papel". Lab on a Chip . 12 (18): 3392–3398. doi :10.1039/C2LC21299D. ISSN  1473-0189. PMID  22782449. S2CID  7217083.
  36. ^ Liu, Mingchao; Suo, Si; Wu, Jian; Gan, Yixiang; Ah Hanaor, Dorian; Chen, CQ (2019). "Adaptación de medios porosos para un flujo capilar controlable". Journal of Colloid and Interface Science . 539 : 379–387. arXiv : 2106.03526 . Código Bibliográfico :2019JCIS..539..379L. doi :10.1016/j.jcis.2018.12.068. PMID  30594833. S2CID  58553777.
  37. ^ ab Fu, Elain; Downs, Corey (2017). "Progreso en el desarrollo e integración de herramientas de control de flujo de fluidos en microfluídica de papel". Lab on a Chip . 17 (4): 614–628. doi :10.1039/c6lc01451h. PMID  28119982.
  38. ^ abcd Hamedi, Mahiar M.; Ainla, Alar; Güder, Firat; Christodouleas, Dionysios C.; Fernández-Abedul, M. Teresa; Whitesides, George M. (julio de 2016). "Integración de electrónica y microfluídica en papel". Materiales avanzados . 28 (25): 5054–5063. doi :10.1002/adma.201505823. PMID  27135652. S2CID  14850423.
  39. ^ abc Dungchai, Wijitar; Chailapakul, Orawon; Henry, Charles S. (15 de julio de 2009). "Detección electroquímica para microfluídica basada en papel". Química analítica . 81 (14): 5821–5826. doi :10.1021/ac9007573. ISSN  0003-2700. PMID  19485415.
  40. ^ Bezinge, Léonard; Shih, Chih-Jen; Richards, Daniel; deMello, Andrew J. (mayo de 2024). "Microfluídica electroquímica basada en papel: aprovechamiento del flujo capilar para diagnósticos avanzados". Small : 202401148. doi :10.1002/smll.202401148. hdl : 20.500.11850/676834 . PMID:  38801400.
  41. ^ Pal, Aniket; Cuellar, Hugo E.; Kuang, Randy; Caurin, Heloisa FN; Goswami, Debkalpa; Martinez, Ramses V. (octubre de 2017). "Dispositivos electroquímicos autoalimentados basados ​​en papel para pruebas sensibles en el punto de atención". Tecnologías de materiales avanzados . 2 (10): 1700130. doi :10.1002/admt.201700130. S2CID  115411537.
  42. ^ Zhang, Xiaowei; Li, Jing; Chen, Chaogui; Lou, Baohua; Zhang, Lingling; Wang, Erkang (2013). "Una plataforma de biosensores electroquimioluminiscentes de origami microfluídicos autoalimentados". Chemical Communications . 49 (37): 3866–3868. doi :10.1039/c3cc40905h. ISSN  1359-7345. PMID  23545564.
  43. ^ Adkins, Jaclyn A.; Boehle, Katherine; Friend, Colin; Chamberlain, Briana; Bisha, Bledar; Henry, Charles S. (21 de marzo de 2017). "Detección colorimétrica y electroquímica de bacterias mediante dispositivos analíticos basados ​​en papel impreso y transparencias". Química analítica . 89 (6): 3613–3621. doi :10.1021/acs.analchem.6b05009. ISSN  0003-2700. PMID  28225595.
  44. ^ Nie, Zhihong; Nijhuis, Christian A.; Gong, Jinlong; Chen, Xin; Kumachev, Alexander; Martinez, Andres W.; Narovlyansky, Max; Whitesides, George M. (2010). "Detección electroquímica en dispositivos microfluídicos basados ​​en papel". Lab Chip . 10 (4): 477–483. doi :10.1039/B917150A. ISSN  1473-0197. PMC 3065124 . PMID  20126688. 
  45. ^ Barros Azeredo, Nathália Florência; Ferreira Santos, Mauro S.; Sempionatto, Juliane R.; Wang, José; Angnes, Lúcio (11 de enero de 2022). "Tecnologías serigrafiadas combinadas con técnicas de análisis de flujo: pasar de la mesa de trabajo a todas partes". Química Analítica . 94 (1): 250–268. doi : 10.1021/acs.analchem.1c02637. ISSN  1520-6882. PMID  34851628. S2CID  244822054.
  46. ^ abcd Zhang, Yan; Zhang, Lina; Cui, Kang; Ge, Shenguang; Cheng, Xin; Yan, Mei; Yu, Jinghua; Liu, Hong (diciembre de 2018). "Electrónica flexible basada en papel micro/nanoestructurado". Materiales avanzados . 30 (51): 1801588. doi : 10.1002/adma.201801588. PMID  30066444. S2CID  51887991.
  47. ^ Ko, Hyojin; Lee, Jumi; Kim, Yongjun; Lee, Byeongno; Jung, Chan-Hee; Choi, Jae-Hak; Kwon, Oh-Sun; Shin, Kwanwoo (abril de 2014). "Chips de papel microfluídicos digitales activos con electrodos estampados impresos por inyección de tinta". Materiales avanzados . 26 (15): 2335–2340. doi :10.1002/adma.201305014. PMID  24729060. S2CID  3532607.
  48. ^ Su, Wenjing; Cook, Benjamin S.; Fang, Yunnan; Tentzeris, Manos M. (diciembre de 2016). "Microfluídica totalmente impresa por inyección de tinta: una solución para la fabricación rápida y económica de microfluídica tridimensional con numerosas aplicaciones eléctricas y de detección". Scientific Reports . 6 (1): 35111. Bibcode :2016NatSR...635111S. doi :10.1038/srep35111. ISSN  2045-2322. PMC 5054388 . PMID  27713545. 
  49. ^ Grell, Max; Dincer, Can; Le, Thao; Lauri, Alberto; Nunez Bajo, Estefania; Kasimatis, Michael; Barandun, Giandrin; Maier, Stefan A.; Cass, Anthony EG; Güder, Firat (enero de 2019). "Metalización autocatalítica de tejidos utilizando tinta de silicio para biosensores, baterías y recolección de energía". Materiales funcionales avanzados . 29 (1): 1804798. doi : 10.1002/adfm.201804798 . PMC 7384005 . PMID  32733177. 
  50. ^ Hoppmann, Eric P.; Yu, Wei W.; White, Ian M. (octubre de 2013). "Sensores SERS impresos por inyección de tinta altamente sensibles y flexibles sobre papel". Métodos . 63 (3): 219–224. doi :10.1016/j.ymeth.2013.07.010. PMID  23872057.
  51. ^ Ge, Lei; Wang, Shoumei; Yu, Jinghua; Li, Nianqiang; Ge, Shenguang; Yan, Mei (25 de junio de 2013). "Electrodo de Au-papel poroso injertado con polímero impreso molecularmente para un dispositivo de origami electroanalítico microfluídico". Materiales funcionales avanzados . 23 (24): 3115–3123. doi :10.1002/adfm.201202785. S2CID  95268590.Li, Weiping; Li, Long; Ge, Shenguang; Song, Xianrang; Ge, Lei; Yan, Mei; Yu, Jinghua (2013). "Un inmunodispositivo de electroquimioluminiscencia múltiple de origami 3D basado en un electrodo de papel de plata poroso y esferas de oro-carbono nanoporosas multimarcadas". Chemical Communications . 49 (70): 7687–7689. doi :10.1039/c3cc42662a. ISSN  1359-7345. PMID  23722913.Li, Weiping; Li, Long; Li, Meng; Yu, Jinghua; Ge, Shenguang; Yan, Mei; Song, Xianrang (2013). "Desarrollo de un inmunodispositivo electroquímico multiplex de origami 3D utilizando un electrodo de papel de plata nanoporoso y oro-quitosano nanoporoso funcionalizado con iones metálicos". Chemical Communications . 49 (83): 9540–2. doi :10.1039/c3cc44955f. ISSN  1359-7345. PMID  23929038.
  52. ^ Liang, Linlin; Lan, Feifei; Yin, Xuemei; Ge, Shenguang; Yu, Jinghua; Yan, Mei (septiembre de 2017). "Plataforma bimodal visual/fluorescente mejorada con metales para la detección ultrasensible multiplexada de microARN con dispositivos analíticos de papel reutilizables". Biosensores y bioelectrónica . 95 : 181–188. doi :10.1016/j.bios.2017.04.027. PMID  28458183.
  53. ^ Williams, Nicholas X.; Bullard, George; Brooke, Nathaniel; Therien, Michael J.; Franklin, Aaron D. (26 de abril de 2021). "Electrónica de carbono imprimible y reciclable utilizando dieléctricos de nanocelulosa cristalina". Nature Electronics . 4 (4): 261–268. doi :10.1038/s41928-021-00574-0. ISSN  2520-1131. PMC 8974641 . PMID  35372789. 
  54. ^ Kokkinos, Christos T.; Giokas, Dimosthenis L.; Economou, Anastasios S.; Petrou, Panagiota S.; Kakabakos, Sotirios E. (16 de enero de 2018). "Dispositivo microfluídico basado en papel con electrodos pulverizados integrados para la determinación voltamperométrica de desprendimiento de ADN mediante etiquetado de puntos cuánticos". Química analítica . 90 (2): 1092–1097. doi :10.1021/acs.analchem.7b04274. ISSN  1520-6882. PMID  29251914.
  55. ^ Mandal, Pratiti; Dey, Ranabir; Chakraborty, Suman (2012). "Electrocinética con dispositivos de "papel y lápiz"". Laboratorio en un chip . 12 (20): 4026–8. doi :10.1039/c2lc40681k. ISSN  1473-0197. PMID  22898742.
  56. ^ ab Kurra, Narendra; Kulkarni, Giridhar U. (2013). "Lápiz sobre papel: dispositivos electrónicos". Lab on a Chip . 13 (15): 2866–2873. doi :10.1039/c3lc50406a. ISSN  1473-0197. PMID  23753048.
  57. ^ ab Yang, Hongmei; Kong, Qingkun; Wang, Shaowei; Xu, Jinmeng; Bian, Zhaoquan; Zheng, Xiaoxiao; Ma, Chao; Ge, Shenguang; Yu, Jinghua (noviembre de 2014). "Inmunodispositivo de electroquimioluminiscencia con lápiz sobre papel, dibujado y escrito a mano, alimentado por batería recargable para pruebas de bajo costo en el punto de atención". Biosensores y bioelectrónica . 61 : 21–27. doi :10.1016/j.bios.2014.04.051. PMID  24841090.
  58. ^ Chyan, Yieu; Ye, Ruquan; Li, Yilun; Singh, Swatantra Pratap; Arnusch, Christopher J.; Tour, James M. (27 de marzo de 2018). "Grafeno inducido por láser mediante láser múltiple: hacia la electrónica en tela, papel y alimentos". ACS Nano . 12 (3): 2176–2183. doi :10.1021/acsnano.7b08539. ISSN  1936-086X. PMID  29436816.
  59. ^ Bezinge, Léonard; Lesinski, Jake M.; Suea-Ngam, Akkapol; Richards, Daniel A.; deMello, Andrew J.; Shih, Chih-Jen (12 de junio de 2023). "Electrofluídica pirolítica por láser basada en papel: una plataforma electroquímica para bioensayos de diagnóstico impulsados ​​por capilaridad". Materiales avanzados . 35 (30): 2302893. doi :10.1002/adma.202302893. hdl : 20.500.11850/617940 . PMID  37261647. S2CID  259001030 . Consultado el 15 de junio de 2023 .
  60. ^ Noviana, Eka; Klunder, Kevin J.; Channon, Robert B.; Henry, Charles S. (5 de febrero de 2019). "Matrices de electrodos termoplásticos en dispositivos analíticos electroquímicos basados ​​en papel". Química analítica . 91 (3): 2431–2438. doi :10.1021/acs.analchem.8b05218. ISSN  1520-6882. PMID  30623637. S2CID  58639996.
  61. ^ abcde Li, Xu; Ballerini, David R.; Shen, Wei (2012-03-02). "Una perspectiva sobre la microfluídica basada en papel: estado actual y tendencias futuras". Biomicrofluídica . 6 (1): 011301–011301–13. doi :10.1063/1.3687398. ISSN  1932-1058. PMC 3365319 . PMID  22662067. 
  62. ^ abcdefg Martinez, Andres W.; Phillips, Scott T.; Butte, Manish J.; Whitesides, George M. (2007). "Papel modelado como plataforma para bioensayos portátiles, económicos y de bajo volumen". Angewandte Chemie International Edition en inglés . 46 (8): 1318–1320. doi :10.1002/anie.200603817. ISSN  1433-7851. PMC 3804133. PMID 17211899  . 
  63. ^ ab Yang, Xiaoxi; Forouzan, Omid; Brown, Theodore P.; Shevkoplyas, Sergey S. (21 de enero de 2012). "Separación integrada de plasma sanguíneo de sangre completa para dispositivos analíticos microfluídicos basados ​​en papel". Lab on a Chip . 12 (2): 274–280. doi :10.1039/c1lc20803a. ISSN  1473-0189. PMID  22094609.
  64. ^ Yu, Jinghua; Ge, Lei; Huang, Jiadong; Wang, Shoumei; Ge, Shenguang (7 de abril de 2011). "Biosensor de quimioluminiscencia basado en papel microfluídico para la determinación simultánea de glucosa y ácido úrico". Lab on a Chip . 11 (7): 1286–1291. doi :10.1039/c0lc00524j. ISSN  1473-0189. PMID  21243159.
  65. ^ Clausell-Tormos, Jenifer; Lieber, Diana; Baret, Jean-Christophe; El-Harrak, Abdeslam; Miller, Oliver J.; Frenz, Lucas; Blouwolff, Joshua; Humphry, Katherine J.; Köster, Sarah (mayo de 2008). "Plataformas microfluídicas basadas en gotas para la encapsulación y el cribado de células de mamíferos y organismos multicelulares". Química y biología . 15 (5): 427–437. doi : 10.1016/j.chembiol.2008.04.004 . ISSN  1074-5521. PMID  18482695.
  66. ^ Baret, Jean-Christophe; Miller, Oliver J.; Taly, Valerie; Ryckelynck, Michaël; El-Harrak, Abdeslam; Frenz, Lucas; Rick, Christian; Samuels, Michael L.; Hutchison, J. Brian (7 de julio de 2009). "Clasificación de gotas activadas por fluorescencia (FADS): clasificación celular microfluídica eficiente basada en la actividad enzimática". Lab on a Chip . 9 (13): 1850–1858. doi :10.1039/b902504a. ISSN  1473-0197. PMID  19532959. S2CID  26768467.
  67. ^ abcdef Park, Tu San; Yoon, Jeong-Yeol (1 de marzo de 2015). "Detección de Escherichia coli mediante teléfonos inteligentes a partir de muestras de agua de campo en microfluídica de papel". IEEE Sensors Journal . 15 (3): 1902–1907. Código Bibliográfico :2015ISenJ..15.1902P. doi :10.1109/JSEN.2014.2367039. S2CID  34581378.
  68. ^ abcde Park, Tu San; Li, Wenyue; McCracken, Katherine E.; Yoon, Jeong-Yeol (21 de diciembre de 2013). "Un teléfono inteligente cuantifica la Salmonella a partir de microfluídica en papel". Lab on a Chip . 13 (24): 4832–4840. doi :10.1039/c3lc50976a. ISSN  1473-0189. PMID  24162816.
  69. ^ abcde Hossain, SM Zakir; Luckham, Roger E.; McFadden, Meghan J.; Brennan, John D. (2009). "Sensores de papel bioactivos de flujo lateral bidireccional sin reactivos para la detección de pesticidas en muestras de alimentos y bebidas". Química analítica . 81 (21): 9055–9064. doi :10.1021/ac901714h. PMID  19788278. S2CID  45507355.
  70. ^ abcd Zhang, Yali; Zuo, Peng; Ye, Bang-Ce (15 de junio de 2015). "Un dispositivo microfluídico basado en papel, simple y de bajo costo para la determinación simultánea de múltiples tipos de contaminantes químicos en los alimentos". Biosensores y bioelectrónica . 68 : 14–19. doi :10.1016/j.bios.2014.12.042. ISSN  1873-4235. PMID  25558869.
  71. ^ Mohammed, Mazher Iqbal; Haswell, Steven; Gibson, Ian (2015). "Laboratorio en un chip o chip en un laboratorio: desafíos de la comercialización perdidos en la traducción". Procedia Technology . 20 : 54–59. doi : 10.1016/j.protcy.2015.07.010 .
  72. ^ ab Martinez, Andres W.; Phillips, Scott T.; Whitesides, George M.; Carrilho, Emanuel (1 de enero de 2010). "Diagnóstico para el mundo en desarrollo: dispositivos analíticos microfluídicos basados ​​en papel". Química analítica . 82 (1): 3–10. doi :10.1021/ac9013989. ISSN  0003-2700. PMID  20000334.
  73. ^ ab Kosack, Cara S; Page, Anne-Laure; Klatser, Paul R (1 de septiembre de 2017). "Una guía para ayudar en la selección de pruebas diagnósticas" (PDF) . Boletín de la Organización Mundial de la Salud . 95 (9): 639–645. doi :10.2471/BLT.16.187468. ISSN  0042-9686. PMC 5578377 . PMID  28867844. 
  74. ^ Smith, Suzanne; Korvink, Jan G.; Mager, Dario; Land, Kevin (2018). "El potencial de los diagnósticos en papel para cumplir con los criterios ASSURED". RSC Advances . 8 (59): 34012–34034. Bibcode :2018RSCAd...834012S. doi :10.1039/C8RA06132G. ISSN  2046-2069. PMC 9086909 . PMID  35548839. 
  75. ^ Nilghaz, Azadeh; Guan, Liyun; Tan, Weirui; Shen, Wei (23 de diciembre de 2016). "Avances de la microfluídica basada en papel para diagnóstico: la motivación original y el estado actual". ACS Sensors . 1 (12): 1382–1393. doi :10.1021/acssensors.6b00578. ISSN  2379-3694.
  76. ^ Ballerini, David R.; Li, Xu; Shen, Wei (noviembre de 2012). "Papel estampado y materiales alternativos como sustratos para diagnósticos microfluídicos de bajo costo". Microfluídica y nanofluídica . 13 (5): 769–787. doi :10.1007/s10404-012-0999-2. ISSN  1613-4982. S2CID  94301188.
  77. ^ abcd Khan, Mohidus Samad; Thouas, George; Shen, Wei; Whyte, Gordon; Garnier, Gil (15 de mayo de 2010). "Diagnóstico en papel para la tipificación sanguínea instantánea". Química analítica . 82 (10): 4158–4164. doi :10.1021/ac100341n. ISSN  0003-2700. PMID  20415489.
  78. ^ Li, Xu; Ballerini, David R.; Shen, Wei (marzo de 2012). "Una perspectiva sobre la microfluídica basada en papel: estado actual y tendencias futuras". Biomicrofluídica . 6 (1): 11301–1130113. doi :10.1063/1.3687398. ISSN  1932-1058. PMC 3365319 . PMID  22662067. 
  79. ^ ab Li, Hua; Steckl, Andrew J. (2 de enero de 2019). "Microfluídica en papel para análisis y diagnósticos basados ​​en sangre en el punto de atención". Química analítica . 91 (1): 352–371. doi :10.1021/acs.analchem.8b03636. ISSN  0003-2700. PMID  30257554. S2CID  52842066.
  80. ^ ab Noiphung, Julaluk; Talalak, Kwanrutai; Hongwarittorrn, Irin; Pupinyo, Naricha; Thirabowonkitphithan, Pannawich; Laiwattanapaisal, Wanida (mayo de 2015). "Un nuevo ensayo en papel para la determinación simultánea de la tipificación del Rh y de los grupos sanguíneos ABO directos e inversos". Biosensores y Bioelectrónica . 67 : 485–489. doi :10.1016/j.bios.2014.09.011. PMID  25223549.
  81. ^ Mujahid, Adnan; Dickert, Franz (31 de diciembre de 2015). "Tipificación de grupos sanguíneos: de estrategias clásicas a la aplicación de anticuerpos sintéticos generados por impronta molecular". Sensores . 16 (1): 51. Bibcode :2015Senso..16...51M. doi : 10.3390/s16010051 . ISSN  1424-8220. PMC 4732084 . PMID  26729127. 
  82. ^ abc Liu, Shuopeng; Su, Wenqiong; Ding, Xianting (8 de diciembre de 2016). "Una revisión sobre dispositivos analíticos basados ​​en papel para microfluidos para la detección de glucosa". Sensores . 16 (12): 2086. Bibcode :2016Senso..16.2086L. doi : 10.3390/s16122086 . PMC 5191067 . PMID  27941634. 
  83. ^ Dungchai, Wijitar; Chailapakul, Orawon; Henry, Charles S. (2009). "Detección electroquímica para microfluídica basada en papel". Química analítica . 81 (14): 5821–5826. doi :10.1021/ac9007573. PMID  19485415. S2CID  11155709.
  84. ^ Noiphung, Julaluk; Songjaroen, Temsiri; Dungchai, Wijitar; Henry, Charles S.; Chailapakul, Orawon; Laiwattanapaisal, Wanida (25 de julio de 2013). "Detección electroquímica de glucosa en sangre completa mediante dispositivos microfluídicos basados ​​en papel". Analytica Chimica Acta . 788 : 39–45. doi :10.1016/j.aca.2013.06.021. ISSN  1873-4324. PMID  23845479.
  85. ^ abc Li, Zedong; Li, Fei; Hu, Jie; Wee, Wei Hong; Han, Yu Long; Pingguan-Murphy, Belinda; Lu, Tian Jian; Xu, Feng (2015-08-21). "Electrodos de escritura directa utilizando un bolígrafo para pruebas en el punto de atención basadas en papel". The Analyst . 140 (16): 5526–5535. Bibcode :2015Ana...140.5526L. doi :10.1039/c5an00620a. ISSN  1364-5528. PMID  26079757. S2CID  1846431.
  86. ^ abcd Martinez, Andres W.; Phillips, Scott T.; Whitesides, George M. (16 de diciembre de 2008). "Dispositivos microfluídicos tridimensionales fabricados en papel y cinta en capas". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 105 (50): 19606–19611. doi : 10.1073/pnas.0810903105 . ISSN  1091-6490. PMC 2604941 . PMID  19064929. [ enlace muerto permanente ]
  87. ^ abcde Liu, Hong; Crooks, Richard M. (2011). "Dispositivos microfluídicos de papel tridimensionales ensamblados utilizando los principios del origami". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 133 (44): 17564–17566. doi :10.1021/ja2071779. PMID  22004329. S2CID  17481208.
  88. ^ Heidari-Bafroui, Hojat; Ribeiro, Brenno; Charbaji, Amer; Anagnostopoulos, Constantine; Faghri, Mohammad (2021). "Caja de luz infrarroja portátil para mejorar los límites de detección de dispositivos de fosfato basados ​​en papel". Medición . 173 : 108607. doi : 10.1016/j.measurement.2020.108607 . ISSN  0263-2241. S2CID  225140011.