Al empezar a trabajar con microfluídica, es posible que te sientas desorientado ante la gran variedad de tipos de conexión que existen para el chip, los tubos y la bomba. De hecho, la microfluídica ha tomado prestados estos estándares de distintos campos, como la HPLC y la medicina, y cada fabricante tiene sus preferencias por un tipo de conexión u otro.
En este tutorial, definiremos los tipos de racores y conectores que más se utilizan en microfluídica y explicaremos cómo elegirlos en función de tres parámetros principales: el material de « tube » utilizado, la presión aplicada en tu sistema microfluídico y lo que necesites conectar (chip, jeringa…).
Los diferentes tipos de accesorios y conectores en microfluídica
En términos generales, se han elegido los siguientes conectores para la microfluídica con el fin de conseguir el menor volumen interno posible, garantizando al mismo tiempo conexiones sin fugas. Los conectores utilizados en microfluídica se dividen en dos categorías: roscados y Luer. A continuación, veremos cómo conectar directamente un chip de PDMS a un « tube » de paredes rígidas o blandas, así como los accesorios y conectores microfluídicos menos utilizados.
Conectores roscados
Los conectores roscados se utilizan ampliamente en aplicaciones de alta presión, como la HPLC o la GC. En microfluídica, garantizan conexiones sin fugas y resistencia a altas presiones (> 100 bar), a la vez que resultan muy prácticos para conectar tube es rígidos (como el PTFE, el FEP, el PEEK…).
Lo que denominamos «racor» es el sistema compuesto por una tuerca y un casquillo. La tuerca se enrosca en la rosca de acogida, mientras que el casquillo se comprime al enroscarla y sella la unión.
Aunque estos accesorios y conectores están fabricados principalmente en PFA ( PTFE), también se pueden encontrar en polipropileno para aplicaciones de baja presión, o en PEEK para las más exigentes.
| Ventajas | Contras |
| Fácil de usar: basta con enroscar el conector para obtener una conexión hermética y resistente (> 100 bar) | El conjunto de tuerca y casquillo solo funciona con tubos rígidos tube, y no con silicona, Tygon, etc. Existen adaptadores roscados cannelé (barbed) para conectar tubos de pared blanda tube, pero con limitaciones. |
| Disponible en diferentes materiales (Delrin, PFA PTFE, PEEK…) | No es un estándar para chips microfluídicos disponibles en el mercado |
1/4-28
Los conectores roscados más utilizados en microfluídica. Con un diámetro de 1/4 de pulgada (6,35 mm) y 28 roscas por pulgada, resultan especialmente útiles a la hora de conectar un tubo rígido de 1/16" de diámetro exterior (1,6 mm) o de 1/8" de diámetro exterior (3,2 mm) tube.
10-32
Estos conectores se utilizan como alternativa a los de 1/4"-28 UNF debido a su menor tamaño (diámetro de 0,19 pulgadas o 4,82 mm, 32 roscas por pulgada). Disponibles para un diámetro exterior de 1/16" tube, estos conectores 10-32 también son compatibles con un diámetro exterior de 1/32" tube.
6-40
Son los conectores estándar más pequeños que se utilizan en microfluídica, con un diámetro de 0,138 pulgadas (3,50 mm) y 40 roscas por pulgada. Estos conectores también se acoplan con casquillos y se utilizan principalmente con tubos de 1/32" (0,8 mm) de diámetro exterior tube.
💡 Consejo: ¡Cuantas más roscas tenga el racor, mayor será la presión que pueda soportar! A continuación, debes tener en cuenta el último número (28 en «1/4-28» o 40 en «6-40»), que indica el número de roscas por pulgada. En microfluídica, la alta presión no es un requisito fundamental, y la elección del tamaño del racor depende principalmente de su comodidad.
Adaptadores con rosca para « cannelé (barbed) »
Como se ha visto anteriormente, el conjunto de tuerca y casquillo no es compatible con los tubos de pared blanda tube. Sin embargo, existen algunas soluciones, como los adaptadores roscados a cannelé (barbed) (véase la imagen siguiente). La flecha más pequeña corresponde a tube , con un diámetro interior de aproximadamente 1,2 mm, por lo que no será posible conectar un tube con un diámetro interior menor. Además, es imposible trabajar a alta presión con este racor, ya que el tube se saldría del adaptador.
Conectores Luer
Las conexiones Luer, procedentes del mundo de las jeringas y las agujas, resultan especialmente prácticas para la microfluídica «plug-and-play», ya que permiten realizar conexiones sencillas y sin fugas. Se utilizan dos tipos principales de conexiones Luer:
- Los conectores Luer Slip se acoplan a presión y se mantienen unidos por fricción (sin rosca),
- Los conectores Luer-Lok, también conocidos comúnmente como Luer Lock, son conexiones Luer Slip en las que el conector hembra cuenta con un casquillo con lengüetas que se enrosca en las roscas de un manguito del conector macho.
El fabricante de chips microfluídicos ChipShop ha desarrollado chips estándar que utilizan un nuevo tipo de conector Luer: mini Luer. Siguiendo el mismo principio que el conector Luer para conexiones «plug-and-play», presentan unas dimensiones más reducidas para poder integrarse en chips del tamaño de un portaobjetos de microscopio (75 mm x 25 mm).
| Ventajas | Contras |
Muy fácil de usar En el caso de los conectores Luer Lock, la conexión queda bien fijada y hermética | Los conectores Luer Slip son menos resistentes a la alta presión (la presión máxima es de 2 bar) que los conectores roscados. La rosca adicional de los conectores Luer Lock permite alcanzar presiones más altas. |
Los conectores Luer Slip ocupan poco espacio, lo que facilita la conexión a un chip microfluídico | Los conectores Luer Lock ocupan mucho espacio, por lo que no son compatibles con algunos chips microfluídicos |
| Conexión directa a adaptadores para tubos flexibles « tube » (silicona, Tygon…) | No es adecuado para su conexión a tubos rígidos de tipo « tube » (PTFE, FEP, PEEK…). |
💡 Consejo: ¡Que tu chip tenga una conexión Luer Slip en lugar de Luer Lock no supone ningún problema a la hora de trabajar con microfluídica! Por lo general, la presión en el sistema es lo suficientemente baja como para garantizar una buena conexión en todas las partes. Sin embargo, siempre es mejor utilizar una jeringa Luer Lock para asegurar la conexión.
¿Cómo se conectan entonces estos conectores Luer a tu tube ? De hecho, es fácil conectar tubos de pared blanda tube, como los de silicona o Tygon: puedes encontrar muchos conectores con una flecha en función del tube diámetro interior, siendo el mínimo de aproximadamente 1 mm. Para tamaños más pequeños tube , dado que los conectores Luer se suelen utilizar con agujas en jeringas, es posible conectar fácilmente una aguja al conector Luer.
Conexión directa
En los chips de PDMS, es posible conectar directamente el « tube » al chip microfluídico a través de los orificios perforados. Sin embargo, el « tube » debe ser rígido (p. ej., PTFE).
Como alternativa, los « tube » de paredes blandas pueden conectarse a los chips de PDMS mediante agujas, tal y como se muestra en la imagen siguiente.
Otros tipos de conectores
Estos conectores se utilizan menos en microfluídica, pero es posible que los encuentres para aplicaciones específicas.
De encaje a presión
Los racores de encaje a presión son fiables y fáciles de usar: una vez que el tube se introduce en el puerto de conexión, el tube queda bien sujeto. Aunque se utilizan principalmente para conexiones neumáticas, los racores de encaje a presión también pueden resultar interesantes para conexiones de líquidos, pero el tube diámetro necesario suele ser mayor que el tube utilizado en microfluídica.
6-32
Como alternativa a los racores 6-40, en microfluídica también se pueden encontrar racores 6-32. Se utilizan principalmente para capilares (360 µm de diámetro exterior) y resultan muy prácticos gracias a su reducido tamaño.
¿Cómo elegir los accesorios y conectores adecuados en microfluídica?
La siguiente tabla resume las ventajas y los inconvenientes de los conectores más utilizados en microfluídica.
| Tipo de conexión | Puntos fuertes | Puntos débiles |
| Roscado (tuerca + casquillo): 1/4-28, 10-32, 6-40, etc. |
|
|
| Enlazado a cannelé (barbed) |
|
|
| Luer Slip |
|
|
| Luer Lock |
|
|
| Conexión directa |
|
|
