I dispositivi Lab-on-a-chip, più formalmente noti come “Micro Total Analysis Systems” (µTAS) sono sistemi basati sulla microfluidica che integrano più funzionalità di tipo laboratorio su un singolo chip di soli pochi centimetri di dimensione. Tra i loro usi ci sono le reazioni a catena della polimerasi in tempo reale (usate per amplificare piccoli filamenti di DNA in campioni più gestibili), i test immunologici, che diagnosticano malattie basate sulla presenza di antigeni/anticorpo, la dielettroforesi, utilizzata per rilevare determinati tipi di cellule e la preparazione del campione di sangue come l’estrazione del DNA dai globuli rossi.
I dispositivi Lab-on-a-chip potrebbero un giorno portare a un impianto delle dimensioni di una capocchia di spillo 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 precursore, alla fine degli anni ’70, ma è stato solo con l’esplosione della biotecnologia a metà degli anni ’90 che hanno iniziato ad attirare l’attenzione degli scienziati tradizionali.
I dispositivi Lab-on-a-chip sono un esempio calzante della continua miniaturizzazione che avviene con numerose tecnologie, dai chip dei computer ai dispositivi di comunicazione come i telefoni cellulari. La ricerca Lab-on-a-chip può essere considerata un sottoinsieme dei MEMS (sistemi microelettromeccanici) e contiene molti componenti che sono emersi dalla ricerca MEMS: micropompe, capillari, valvole, sensori, leve e così via. Uno dei maggiori vantaggi del lab-on-a-chip è la sua piccola dimensione, 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 abbinare la 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 tradizionali confini dell’ambiente di laboratorio. Negli ultimi anni, sono sorte numerose conferenze sul tema dei labs-on-a-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.