[ca] La tecnologia Lab on a Chip (LOC) ha experimentat un extraordinari creixement en les dues últimes dècades, gràcies al desenvolupament de noves tecnologies de microfabricació i al coneixement més profund dels fenòmens físics dominants a la microescala. Els sistemes LOC presenten diversos avantatges sobre els sistemes macroscòpics anàlegs: transport d'energia i matèria més eficients, miniaturització, automatització, integració, alta densitat d'informació, entre d'altres. Aquests avantatges han cridat l'atenció d'una àmplia comunitat científica i tecnològica, relacionada amb camps d'aplicació tan diferents com la química, la biologia, la medicina i la nanotecnologia. Tanmateix, el camp encara es troba en una fase de desenvolupament, tal com demostra el limitat nombre d'aplicacions LOC al mercat. És necessari encarar diferents reptes per a superar aquesta barrera. Per una banda, els sistemes LOC han d'integrar totes les operacions necessàries per a cada aplicació en qüestió, i al mateix temps, proporcionar una interfície simple per als usuaris. A més, els sistemes LOC han de superar significativament les prestacions dels seus anàlegs macroscòpics per a justificar la inversió en una nova tecnologia. Per altra banda, els materials i les tecnologies de fabricació han de proporcionar la manera de produir tals dispositius, tant a escala de prototipat com de fabricació en massa. Per tant, en desenvolupar sistemes LOC cal tenir en compte l'escalabilitat dels processos de fabricació, i així, abordar l'obstacle que suposa la transició a fabricació en massa. Aquesta tesi se centra en el desenvolupament de dispositius LOC emprant processos de fabricació escalables basats en una aproximació multicapa. Aquests sistemes LOC han estat destinats a tres aplicacions ben diferents, exemples de com camps tan allunyats poden beneficiar-se d'aquesta tecnologia. Els requeriments específics de cada aplicació han determinat la selecció del material més adient i la integració dels elements necessaris al sistema LOC. El primer cas consisteix en el desenvolupament d'un dispositiu LOC fabricat amb Co-polímer d'Olefina Cíclica (COC), així com un actuador magnètic per al control i la manipulació de partícules magnètiques dins el dispositiu. Aquest sistema analític va ésser emprat per a la detecció del bacteri patogen E.̃coli O157:H7, demostrant una significant millora de la sensibilitat i una gran facilitat d'operació. El segon exemple també es basa en un dispositiu de COC, en aquest cas, per a retenir i madurar oòcits. Aquest sistema va demostrar la seva idoneïtat per a aplicacions de reproducció assistida. Així mateix, la integració d'escalfadors transparents en aquests sistemes assenta la base per al desenvolupament de plataformes de cultiu/fertilització totalment independents. En ambdós exemples, el COC proporciona avantages significatives com ara alta transparència, baixa autofluorescència i biocompatibilitat. L'últim cas consisteix en el desenvolupament de microreactors fabricats amb ceràmiques de sinterització a baixa temperatura (LTCC, per les seves sigles en anglès). Aquests varen ser destinats a la intensificació de processos sintètics de nanomaterials dissenyats per a aplicacions analítiques. Aquest substrat i la seva tecnologia de fabricació associada permeten la integració monolítica d'escalfadors, estructures complexes 3D i finestres òptiques. Es varen sintetizar nanopartícules de Magnetita i Carbon Dots sota dures condicions de reacció, aprofitant l'estabilitat química i estructural del material LTCC. Els resultats presentats en aquesta tesi demostren la versatilitat de la tecnologia LOC i els avantatges que proporciona en un gran ventall d'aplicacions. A més, les metodologies de fabricació desenvolupades podrien ésser potencialment extrapolades a processos de fabricació en massa, fet de gran importància per a la transferència de tecnologia cap a aplicacions comercials i industrials.

[en] Lab on a Chip (LOC) technology has experienced a remarkable growth in the last two decades, owing to the development of novel microfabrication technologies and the better understanding of physical phenomena at the microscale. LOC systems present several advantages over conventional macroscopic systems: enhanced mass and energy transport, miniaturization, automation, integration and throughput, among others. These advantages have drawn the attention of a wide scientific and technological community, related to very different application areas such as chemistry, biology, medicine and nanotechnology. However, the field is still in a development stage, as proven by the limited number of LOC products in the market. Different challenges need to be addressed to overcome this issue. On the one hand, the LOC system should integrate all the required operations for a given application, while keeping a simple interface for the end-users. Moreover, LOC systems should significantly outperform existing macroscopic analogues in order to justify the required investment in a new technology. On the other hand, materials and fabrication technologies need to provide the means to achieve that, both at a prototyping and mass production levels. Therefore, the scalability of the fabrication process should also be considered in order to bridge the gap between research prototyping and commercial production. This dissertation is focused on the development of LOC devices using scalable processes based on multilayer fabrication approaches. These LOC systems are targeted at very different applications, examples of how different fields can benefit from this technology. The specific requirements of each application have driven the selection of the substrate and the integration of the necessary elements on the LOC systems. The first case consists on the development of a LOC device using Cyclic Olefin Co-polymer (COC) as substrate and a simple magnetic actuator for the control and actuation of Magnetic Beads \emph{on-chip}. This analytical system was devoted to the detection of pathogenic E.~coli O157:H7 whole cells, demonstrating an enhanced performance and simple operation. The second example is also based on a COC device, in this case, to trap and culture oocyte cells. This LOC system demonstrated its suitability for Assisted Reproductive Technology applications. Moreover, the integration of transparent heaters lays the grounds for a fully independent culture/fertilization platform. In both cases, COC provides significant advantages such as high transparency, low autofluorescence and biocompatibility. The last case consists on the development of Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) microreactors for the synthetic process intensification of nanomaterials designed for analytical applications. This substrate and its associated fabrication technology enabled the monolithic integration of heaters, complex 3D-structures and optical windows. Magnetite nanoparticles and Carbon Dots were synthesized under harsh reaction conditions, taking advantage of the chemical and structural stability of the LTCC substrate. The results presented in this dissertation demonstrate the versatility of LOC technology and the advantages that it provides in a wide range of applications. Moreover, the fabrication methodologies developed could potentially be extrapolated to a mass production scale, which is of paramount importance for the technology transfer to commercial and industrial applications.