Diseñando dispositivo de chip PCR microfluídico utilizando software de CFD para la detección de malaria
Autores: Austria, Meynard; Garcia, Jon Patrick; Caparanga, Alvin; Tayo, Lemmuel; Doma, Bonifacio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseñando dispositivo de chip PCR microfluídico utilizando software de CFD para la detección de malaria
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Reacción en cadena de la polimerasa
PCR
Amplificación de ADN
Detección de malaria
Dispositivo microfluídico
Gen 18S rRNA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es uno de los métodos moleculares para amplificar el ADN en la detección de la malaria. Sin embargo, la recolección y transporte de muestras, así como el procesamiento y difusión de resultados a través de la PCR convencional, especialmente cuando se utiliza en la práctica clínica de rutina, pueden afectar la sensibilidad y especificidad de la técnica. La prevalencia de esta enfermedad en Filipinas se ve agravada por la limitada oferta de maquinaria médica y la precaria situación económica del país; por lo tanto, es necesario innovar un dispositivo para la detección temprana de la malaria. Con eso, este estudio se centra en diseñar un dispositivo microfluídico que imitará la función de una PCR específica de género convencional basada en el gen 18S rRNA para detectar parásitos de la malaria () en parasitemias de bajo grado. El diseño tenía la intención de ser portátil, accesible y económico, algo que no se había abordado específicamente en la literatura pasada para la detección de la malaria. Este diseño es el primero en el país diseñado especialmente por estas razones. El dispositivo propuesto fue desarrollado y simulado utilizando el software ANSYS para análisis de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La simulación muestra que agregar bucles al diseño aumenta su desviación relativa pero mínimamente en comparación con tener solo un diseño de trayectoria recta. Esto indica que el bucle es aceptable en el diseño de un dispositivo microfluídico para minimizar la longitud del chip. También se descubrió que aumentar el área transversal del camino del fluido disminuye la eficiencia del diseño. Por último, entre los tres materiales utilizados, el chip hecho de polipropileno es el más eficiente, con una desviación relativa de 0,94 en comparación con el policarbonato y el polidimetilsiloxano, que tienen desviaciones relativas de 2,78 y 1,92, respectivamente. Los futuros investigadores pueden enmallar el chip microfluídico de 44 ciclos debido a las limitaciones del software utilizado en este estudio, y otros materiales, como los biocompuestos, pueden ser evaluados para ampliar la aplicación del diseño.
Descripción
La técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es uno de los métodos moleculares para amplificar el ADN en la detección de la malaria. Sin embargo, la recolección y transporte de muestras, así como el procesamiento y difusión de resultados a través de la PCR convencional, especialmente cuando se utiliza en la práctica clínica de rutina, pueden afectar la sensibilidad y especificidad de la técnica. La prevalencia de esta enfermedad en Filipinas se ve agravada por la limitada oferta de maquinaria médica y la precaria situación económica del país; por lo tanto, es necesario innovar un dispositivo para la detección temprana de la malaria. Con eso, este estudio se centra en diseñar un dispositivo microfluídico que imitará la función de una PCR específica de género convencional basada en el gen 18S rRNA para detectar parásitos de la malaria () en parasitemias de bajo grado. El diseño tenía la intención de ser portátil, accesible y económico, algo que no se había abordado específicamente en la literatura pasada para la detección de la malaria. Este diseño es el primero en el país diseñado especialmente por estas razones. El dispositivo propuesto fue desarrollado y simulado utilizando el software ANSYS para análisis de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La simulación muestra que agregar bucles al diseño aumenta su desviación relativa pero mínimamente en comparación con tener solo un diseño de trayectoria recta. Esto indica que el bucle es aceptable en el diseño de un dispositivo microfluídico para minimizar la longitud del chip. También se descubrió que aumentar el área transversal del camino del fluido disminuye la eficiencia del diseño. Por último, entre los tres materiales utilizados, el chip hecho de polipropileno es el más eficiente, con una desviación relativa de 0,94 en comparación con el policarbonato y el polidimetilsiloxano, que tienen desviaciones relativas de 2,78 y 1,92, respectivamente. Los futuros investigadores pueden enmallar el chip microfluídico de 44 ciclos debido a las limitaciones del software utilizado en este estudio, y otros materiales, como los biocompuestos, pueden ser evaluados para ampliar la aplicación del diseño.