Lab-on-a-chip: differenze tra le versioni
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[[Immagine:Glass-microreactor-chip-micronit.jpg|thumb|300px|LOC fabbricato su vetro.]]
'''''Lab-on-a-chip''''' (LOC) è un termine per un [[dispositivo]] che integra funzioni multiple che si possono svolgere in [[laboratorio]] in un singolo [[Circuito integrato|chip]] che va da pochi [[Millimetro|millimetri]] a qualche [[centimetro]] [[Quadrato (algebra)|quadrato]] di grandezza ed è capace di trattare volumi di [[Fluido|fluidi]] estremamente piccoli, sotto ai [[Pico (prefisso)|pico]][[Litro|litri]]. I dispositivi ''Lab-on-a-chip'' sono un sottogruppo dei dispositivi [[MEMS]] ('''''M'''icro'''e'''lectro'''m'''echanical '''s'''ystems'') e spesso indicati anche come "''Micro Total Analysis Systems''" (µTAS). Microfluidica è un termine generale che descrive anche dispositivi di controllo di [[meccanica dei fluidi]] come [[Pompa|pompe]] e [[Valvola (idraulica)|valvole]] o [[sensori]] come [[Misuratore di portata|flussometri]] e [[Viscosimetro|viscosimetri]]. Tuttavia, con il termine "''Lab-on-a-Chip''" si indica generalmente la misurazione di un singolo o un multiplo processo di laboratorio con un semplice ''chip'', mentre "µTAS" si dedica all’integrazione di tutte le sequenze di processi di laboratorio per fare [[Analisi chimica|analisi chimiche]]. Il termine "''Lab-on-a-chip''" fu introdotto più tardi quando si dimostrò che era possibile applicare le tecnologie µTAS in maniera più ampia che per soli scopi di analisi.▼
▲'''''Lab-on-a-chip''''' (LOC) è un termine per un [[dispositivo]] che integra funzioni multiple che si possono svolgere in [[laboratorio]] in un singolo [[Circuito integrato|chip]] che va da pochi [[Millimetro|millimetri]] a qualche [[centimetro]] [[Quadrato (algebra)|quadrato]] di grandezza ed è capace di trattare volumi di [[Fluido|fluidi]] estremamente piccoli, sotto ai [[Pico (prefisso)|pico]][[Litro|litri]]. I dispositivi ''Lab-on-a-chip'' sono un sottogruppo dei dispositivi [[MEMS]] (dall'inglese ''
==Storia==
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I dispositivi di trattamento dei fluidi fu sviluppato dopo i sensori di pressione e altre strutture meccaniche mobili. Esempi: canali (collegamenti capillari), [[Miscelatore|miscelatori]], valvole, pompe e dispositivi dosatori. Il primo sistema di analisi su tecnologia ''Lab-on-a-chip'' fu un [[Gascromatografia|gas-cromatografo]], sviluppato nel [[1975]] da S.C. Terry alla [[Stanford University]]. Tuttavia, solo alla fine degli anni ’80 e all’inizio degli anni ’90, la ricerca sui ''Lab-on-a-chip'' iniziò a crescere seriamente grazie a qualche gruppo di ricercatori sviluppò micropompe, sensori di flusso e il concetto del trattamento integrato dei fluidi per i sistemi di analisi. Questi concetti µTAS dimostrarono che l’integrazione dei passi di pretrattamento, normalmente fatti in laboratorio, avrebbe potuto estendere le semplici funzionalità dei sensori fino ad analisi complete di laboratorio, includendo passi addizionali di pulizia e separazione.
Una grande spinta nella ricerca e negli interessi commerciali arrivò nella metà del 1990, quando le tecnologie µTAS riuscivano a provvedere strumenti interessanti per le applicazioni [[Genoma|genomiche]], come l'[[elettroforesi]] capillare e il [[DNA]] ''[[Microarray|microarrays]]''. Un supporto alla grande spinta nelle ricerca venne anche dalle forze armate, specialmente dal [[DARPA]] (''
Tuttavia l’applicazione di LOCs è ancora nuova e umile, un interesse crescente di compagnie e gruppi di ricerca applicati è osservato in campi differenti come analisi (analisi chimiche, monitoraggio dell’ambiente, [[diagnosi]] mediche e ''cellomics'' <ref>Studio del ''cellome''. In italiano "celloma": l’insieme di molecole e delle loro interazioni in una [[cellula]]. (Vedi [http://cassandra.bio.uniroma1.it/~oliva/teaching/lez8.pdf http://cassandra.bio.uniroma1.it/~oliva/teaching/lez8.pdf])</ref>), ma anche in chimica sintetica (test rapidi e microreattori per la [[Chimica farmaceutica|farmaceutica]]). A parte ulteriori sviluppi di applicazioni, si pensa che la ricerca nei sistemi LOC possa espandersi fino a ridurre le strutture di trattamento dei fluidi usando la [[nanotecnologia]]. Nano-canali, labirinti di
==Materiali e Fabbricazione==
La base per la maggior parte dei processi di fabbricazione dei LOC è la litografia. Inizialmente la maggior parte dei processi erano in silicio, dato che queste tecnologie ben sviluppate erano direttamente derivate dalla [[Fabbricazione dei dispositivi a semiconduttore|fabbricazione dei semiconduttori]]. Data la richiesta di caratteristiche ottiche specifiche, [[Biocompatibilità|biocompatibili]] o chimico compatibili, minori costi di produzione e più veloce fase di prototipazione, nuovi processi sono stati sviluppati come incisione del [[vetro]], [[ceramica]] e [[metallo]], ''deposition'' e ''bonding'', processi PDMS ([[polidimetilsilossano]]), ''thick-film'' e [[stereolitografia]] allo stesso modo di metodi di replicazione veloce via ''electroplating'' <ref>Tecnica di deposizione di sottili strati di metalli mediante [[elettrolisi]]. Vedi [[Galvanica]].</ref> , ''injection molding'' (formatura) e ''embossing'' (stampaggio). Per di più il campo dei LOC supera sempre più i confini tra la tecnologia dei microsistemi basati sulla litografia, nanotecnologia e ingegneria di precisione.
==Vantaggi==
#Consumo di bassi volumi di fluido, dato il piccolo volume interno del ''chip'', che è benefico per l’inquinamento dell’ambiente (minor spreco), minor costo di reagenti costosi e meno fluido campione è usato per la diagnosi.
#Migliori analisi e velocità di controllo del ''chip'' e miglior efficienza dovuto ai brevi tempi di ''mixaggio'' (basse distanze di diffusione), veloce riscaldamento (basse distanze, alto rapporto tra la superficie e il volume del fluido, basse capacità di energia).
#Miglior controllo del processo a causa di una più veloce risposta del sistema (controllo di temperatura per reazioni chimiche esoteriche).
#Compattezza del sistema, dovuto alla grande integrazione delle funzionalità e piccoli volumi.
#Enorme parallelizzazione dovuto alla compattezza, che rende possibili analisi ad alto output.
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== Voci correlate ==
▲* [[MEMS]] - Micro Electro-Mechanical Systems CORSIVO
* [[nanotecnologia|Nanotecnologie]]
== Collegamenti esterni ==
*{{en}} [[:en:Lab_on_a_Chip_%28journal%29|Lab on a Chip (journal) sulla Wikipedia inglese]]
*{{en}} [http://www.scq.ubc.ca/?p=621 Living La Vida LOC(a): A Brief Insight into the World of "Lab on a Chip" and Microfluidics] – Rivista trimestrale di Scienza innovativa
===Laboratori===
====Nord America====
*{{en}} [http://microfluidics.asu.edu Laboratorio ''Micro/Nanofluidics'', diretto da Jonathan D. Posner, ''ASU - Arizona State University'']
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====Riferimenti====
*{{en}} [http://www.scq.ubc.ca/?p=621 Living La Vida LOC(a): A Brief Insight into the World of "Lab on a Chip" and Microfluidics] - A review from the Science Creative Quarterly
{{Portale|Ingegneria}}
[[Categoria:Dispositivi elettronici]]
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