MANIPOLAZIONE E REINDIRIZZAMENTO DI FLUIDO BIOLOGICO MEDIANTE TECNICHE ELETTRONICHE

Nell’elaborato di tesi si è effettuato uno studio ed analisi della microfluidica digitale (DMF), nuovo metodo impiegato per la progettazione di dispositivi microfluidici implementati nei sistemi lab-on- chip (LoC) . La microfluidica digitale (DMF) è una nuova tecnologia emergente che consente il controllo individuale e la manipolazione ad alta precisione di droplets di fluido biologico su superfici aperte, preservandone volume e peculiarità. Tale tecnica è diventata estremamente innovativa ed all’avanguardia, in quanto consente la fabbricazione e produzione di dispositivi microfluidici utilizzati per sistemi Lab-on-Chip (LoC) superando diverse criticità e offrendo vantaggi e sviluppi futuri. Lo scopo principale della microfluidica digitale è l’automatizzazione di protocolli convenzionali ai quali si ricorre per effettuare analisi e controllo di liquidi e campioni biologici garantendo migliori prestazioni ed elevata integrabilità con altri sistemi e tecnologie. La parte sperimentale della tesi prevede l’implementazione in Comsol Multiphysics del modello fisico del dispositivo 3D e 2D con l’obiettivo di simulare rispettivamente il movimento verticale di una microgoccia di acqua tra due elettrodi realizzati in oro e di valutare la variazione dell’angolo di contatto tra il liquido ed il substrato al variare della tensione applicata. È stato necessario, inoltre, analizzare gli eventuali effetti termici subiti dalla goccia a seguito della tensione applicata. Infatti, una delle sfide principali è quella di valutare il valore di tensione di soglia utilizzato per la diagnosi clinica in modo da proteggere il liquido biologico da possibili danni ed evitare il fenomeno elettrostatico che potrebbe comportare una modifica dello stato fisico della gocciolina determinando la sua evaporazione. La tesi di laurea è stata svolta in collaborazione con il CNR-Nanotec, sede di Lecce. Questa esperienza mi ha permesso di lavorare in un ambiente multidisciplinare, di sviluppare nuove conoscenze riguardo i processi di fotolitografia ottica e la possibilità di acquisire esperienze in Clean Room per la fabbricazione del dispositivo.