Axxicon ofrece una guía de tecnología de unión microfluídica y un seminario web para facilitar la decisión de elegir la unión microfluídica adecuada para un producto consumible de alta calidad.
A la hora de elegir la técnica de unión microfluídica adecuada, puede resultar estresante averiguar los criterios clave que hay que tener en cuenta y el modo en que varias opciones técnicas, en distintas fases del proceso, influyen unas en otras. Como ingeniero, debe abordar los problemas de diseño y de proceso desde el principio para producir un producto consumible de alta calidad.
Requisitos para la selección de su proceso de adhesión
Cada producto microfluídico y cada aplicación tienen requisitos únicos, y el proceso de adhesión que elija debe cumplir también esos criterios. Los requisitos más comunes son:
Propiedades ópticas En algunas aplicaciones, es esencial comprometer las propiedades ópticas del consumible como la transparencia, evitar la autofluorescencia
Compatibilidad química y biológica Biocompatibilidad, contacto de reactivos o muestras con colas, COV
Estabilidad de la presión Para algunas aplicaciones las presiones dentro del consumible pueden aumentar.
Integridad de las dimensiones del canal Las dimensiones de las estructuras, como los canales o las cavidades, deben permanecer dentro de la tolerancia después de la adhesión
Limitaciones del diseño No todos los procesos de adhesión pueden ser compatibles con todos los diseños. La distancia de las características, la superficie disponible para el pegado, todo esto puede ser relevante
Almacenamiento de reactivos en el chip (antes de la adhesión) Por ejemplo, los revestimientos o los biorreactivos pueden almacenarse en el chip, pero ¿pueden sobrevivir también al proceso de adhesión?
Compatibilidad de los materiales No todos los procesos de adhesión funcionan con todos los materiales
Vida útil ¿Cómo se almacenará el consumible? ¿Habrá reactivos en el consumible durante el almacenamiento?
Escalabilidad y coste En el desarrollo de productos, la escalabilidad y el coste son siempre relevantes. Al final, el producto unido tiene que producirse en volúmenes y por un determinado precio objetivo.
Puede ser un reto reunir estos requisitos y elegir un proceso adecuado, ya que no hay una respuesta en blanco y negro. Por suerte, en el resto de este artículo hemos esbozado métodos para seleccionar el mejor proceso para los requisitos específicos de su aplicación. Además, nuestro seminario web a la carta le proporcionará información adicional.
Tecnologías de unión comunes
Existe una gran variedad de técnicas de unión, algunas más avanzadas que otras. Veamos las más maduras que se utilizan habitualmente en los consumibles de microfluidos actualmente.
Adhesión con disolventes
Con esta técnica, se utiliza un disolvente para formar una unión fuerte y duradera entre dos capas de polímero. Este método es extremadamente adaptable y puede utilizarse con prácticamente cualquier diseño microfluídico.
Sin embargo, si se añaden biorreactivos antes de la unión, no será una opción adecuada. El tiempo necesario para unir un producto es relativamente largo (decenas de segundos), lo que repercutirá en el precio final del consumible polimérico.
Adhesión térmica
Como no se utilizan aditivos, este método proporciona una unión de materiales muy pura y muy fuerte. Como este proceso implica calor, no debe haber bioquímicos ni biomateriales en el chip antes de la unión. El calor utilizado también puede causar cierta deformación de las estructuras microfluídicas.
El tiempo que se tarda en unir las capas con esta técnica es más largo, lo que hace que sea una operación costosa con posibilidades de ampliación limitadas.
Pegado de adhesivos
Este proceso de adhesión es extremadamente versátil debido a las numerosas opciones de técnicas de aplicación, tipos de adhesivo y parámetros de curado cuando es necesario. Se puede unir casi cualquier estructura y el proceso es sencillo de optimizar. Es fácil ampliar el proceso y ofrece una solución de bajo coste para producir consumibles microfluídicos en cantidades pequeñas o grandes.
Sin embargo, puede no ser compatible con todos los ensayos y en algunos casos puede afectar a las dimensiones de las estructuras microfluídicas. Es posible que no todos los diseños microfluídicos sean compatibles con los métodos de aplicación. La vida útil varía según el adhesivo.
Adhesión asistida por cinta
Hay una amplia gama de cintas disponibles que son adecuadas para una gran variedad de productos y ensayos. Se trata de un proceso de bajo coste que resulta ideal para realizar pruebas y desarrollos rápidos. Las propiedades de la superficie de la cinta pueden personalizarse.
Sin embargo, las cintas altamente hidrofílicas son difíciles de conseguir. Las cintas más finas son difíciles de procesar y pueden presentar dificultades, como el plegado de la cinta y el atrapamiento de burbujas.
Soldadura por láser
Con este proceso, la unión se forma fundiendo las capas con un láser. Crea una unión muy pura y fuerte. El tiempo necesario para formar este tipo de unión es corto, y proporciona capacidades en línea para una línea de producción.
Sin embargo, como el tiempo de procesamiento aumenta con la complejidad de las estructuras microfluídicas, puede no ser un proceso de bajo coste para algunos consumibles. Además, la mayoría de los procesos de soldadura láser disponibles necesitan una pieza no transparente para la unión.
Soldadura por ultrasonidos
En esta técnica, los directores de energía utilizan vibraciones ultrasónicas para crear una unión pura entre las capas. Se trata de un proceso rápido que utiliza una tecnología bien establecida con un bajo esfuerzo de desarrollo.
Sin embargo, este proceso tiene un impacto en su diseño microfluídico porque hay que implementar directores de energía. Además, si su producto tiene características muy pequeñas e intrincadas, es posible que éste no sea el método de unión más preciso para su producto.
Pero, ¿cómo decidir?
Con toda esta información, ¿cómo elegir el proceso de unión que mejor se adapte a sus consumibles de polímero, su ensayo y su configuración?
Volviendo a los requisitos para la unión de microfluidos mencionados anteriormente, podemos examinar las distintas tecnologías de unión que pueden cumplir esos requisitos. La imagen siguiente muestra las tecnologías de unión de microfluidos más adecuadas para los requisitos mencionados.
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