Resumen

En el presente artículo se describe el funcionamiento de una microestructura compuesta por cuatro electrodos en espiral, desarrollada en tecnología CMOS, que fue diseñada para obtener el movimiento lineal de micropartículas. Este dispositivo utiliza el fenómeno de electroforesis de onda viajera (TWD) como principio de funcionamiento, y es afectado por los efectos electro hidrodinámicos (EHD). Para determinar el comportamiento de las partículas se efectuaron cálculos numéricos por el método de los elementos finitos. Con el fin de probar el microsistema se utilizaron microesferas de poliestireno de 6 mm de diámetro.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad el desarrollo de microherramientas de manipulación de biopartículas es uno de los campos de investigación más importantes y activos para dotar a los investigadores biomédicos, biológicos y farmacológicos de dispositivos adecuados para realizar la manipulación de material biológico (Figeys y Pinto, 2000; Hughes, 2003). En este sentido, una técnica bien aceptada es la que emplea campos eléctricos como mecanismo de actuación (Fuhr et al., 1992). La dielectroforesis de onda viajera (TWD) es una técnica basada en la dielectroforesis común (CDEP), es decir, se basa en el movimiento de la materia eléctricamente neutra causado por su interacción con campos eléctricos no uniformes (Pohl, 1951). Cuando las formas de los electrodos y sus voltajes de polarización son adecuados, pueden generar campos eléctricos de onda viajera que inducen el movimiento de las micropartículas (Goater, 1997)

En general, es una práctica común diseñar los transportadores de micropartículas como estructuras periódicas basadas en un patrón de n fases cuadradas o sinusoidales desplazadas $360º/n$ entre sí (Hughes et al., 1994).

En este trabajo se muestra un microsistema diseñado para conseguir el movimiento lineal de objetos biológicos. La figura 1. muestra la microestructura probada, que fue desarrollada íntegramente en tecnología CMOS. El microsistema consiste en una disposición de electrodos cuadrados bipolares de cuatro espirales y se probó utilizando microesferas de poliestireno de 6 μm de diámetro. En la secuela se exponen los resultados numéricos y experimentales.

2. ANTECEDENTES TEÓRICOS

Como se muestra en la Figura. 

• Materias:Electrodos Biomecánica Microestructura Partículas Simulación por computador
• Subjects:Electrodes Biomechanics Microstructure Particles Computerized simulation
• Palabras claves:Simulación y modelado computarizado de técnicas médicas y biológicas; Micromanipuladores; Electrodinámica
• Keywords:Simulation and computer modeling of medical and biological techniques; Micromanipulators; Electrodynamics; Electrodynamics