Che cos'è un Lab-On-A-Chip?

I dispositivi lab-on-a-chip, più noti formalmente come "Micro Total Analysis Systems" (µTAS) sono sistemi basati sulla microfluidica che integrano molteplici capacità di laboratorio su un singolo chip di dimensioni di pochi centimetri. Tra i loro usi vi sono reazioni a catena della polimerasi in tempo reale (utilizzate per amplificare piccoli filamenti di DNA in campioni più gestibili), test immunologici, che diagnosticano malattie basate sulla presenza di antigeni / anticorpi, dielettroforesi, utilizzate per rilevare determinati tipi di cellule e preparazione del campione di sangue, come come estrazione di DNA dai globuli rossi.

I dispositivi lab-on-a-chip potrebbero un giorno portare a un impianto di dimensioni ridotte o a un dispositivo montato sulla pelle in grado di rilevare quasi istantaneamente la presenza di batteri patogeni o agenti biochimici nel flusso sanguigno. In futuro, i medici potrebbero essere in grado di effettuare diagnosi in modo rapido e accurato utilizzando le informazioni trasmesse da tale dispositivo. La tecnologia Lab-on-a-chip è in circolazione dagli anni '80 e persino, in forma di precursore, alla fine degli anni '70, ma non è stato fino all'esplosione della biotecnologia della metà degli anni '90 che hanno davvero iniziato ad attirare l'attenzione degli scienziati tradizionali.

I dispositivi lab-on-a-chip sono un esempio della continua miniaturizzazione che si svolge con numerose tecnologie, dai chip per computer ai dispositivi di comunicazione come i telefoni cellulari. La ricerca lab-on-a-chip può essere considerata un sottoinsieme di MEMS (sistemi microelettromeccanici) e contiene molti componenti emersi dalla ricerca MEMS: micropompe, capillari, valvole, sensori, leve e così via. Uno dei maggiori vantaggi del lab-on-a-chip è la sua dimensione ridotta, che consente la produzione di massa e una ridotta necessità di sostanze costose a volte necessarie per alcuni tipi di lavoro di laboratorio. Tuttavia, ci sono numerose sfide con il ridimensionamento dei principi chimici tradizionali, il che significa che i sistemi lab-on-a-chip potrebbero richiedere una riprogettazione per adattarsi alla funzionalità dei loro cugini più grandi.

In un futuro non così lontano, i sistemi lab-on-a-chip potrebbero persino essere integrati in dispositivi familiari come i computer portatili, consentendo agli studenti di chimica e biologia di giocare con strumenti scientifici al di fuori dei confini tradizionali dell'ambiente di laboratorio. Negli ultimi anni, numerose conferenze sono sorte intorno al tema dei laboratori su chip e mentre la tecnologia è ancora agli inizi, decine, se non centinaia di milioni di dollari in tutto il mondo, vengono investiti per migliorarla.