微流体学是研究使用微小通道处理或操纵少量流体的系统。微流体学是一个多学科领域,在分析化学、工程和医学领域都有应用。微流体学的最新研究帮助开发了称为芯片实验室 (LOC) 设备的微系统。LOC 将多种实验室功能集成到单个设备上,其尺寸从几毫米到几平方厘米不等。部分由于微流体通道,这些微系统提供了一系列优势,例如允许对有限的流体样品进行广泛分析。这些微流体器件的传统制造工艺成本高昂,并且需要几个复杂的步骤。通常,该工艺从用光刻胶图案化的硅片开始,然后需要用紫外线固化并用 PDMS 等聚合物覆盖。这个过程可能需要大约 8 小时,并且很难创建多个相同的芯片。传统制造的木片也非常脆弱,容易碎裂和剥落。
圣路易斯大学化学系和密歇根州立大学生物医学工程系的研究人员看到了使用 PolyJet 技术 帮助制造微流体应用的前景。与劳动密集型和耗时的传统方法相比,美高梅mgm1888公司官网微流控芯片速度更快、易于定制,并且具有更好的可重复性。PolyJet 技术的一个主要优点是不受传统制造限制。PolyJet 3D 打印机的高分辨率功能可以更快、更省力地创建微流体所需的复杂几何形状,例如小型封闭通道。PolyJet 技术取代了创建微流控芯片通常需要的几种工艺,无需 UV 固化和分层。借助 PolyJet 美高梅mgm1888公司官网机,该团队可以在不到半小时的时间内生产出微流控芯片。虽然 3D 打印微流体设备传统上存在严重的缺点,但 PolyJet 技术为表面质量、光学透明度和材料选择等问题提供了解决方案。PolyJet 3D 打印机的高分辨率允许制造真正的微流体通道 (125 x 54 μm),具有复杂的几何形状,如蛇形通道。PolyJet 3D 打印机还提供多材料功能,以及纹理和透明度范围广泛的材料。许多微流体设备需要透明度才能进行光学检测。对于微流控芯片的覆盖层,该团队使用了半透明树脂 VeroClear 来模拟。对于端口和全球到芯片的连接,该团队使用了类橡胶 Aglius,从而能够构建关键的基于压力的密封和连接管。
该团队发现 PolyJet 材料非常适合分析复杂的生物样品和小分子的光学分析。利用 PolyJet 技术可以创建比通过传统方式创建的设备更耐用、更容易复制和更高效生产的微流体设备。该团队在 3D 打印和微流体方面的研究发表在《Analytical Chemistry》和《Analyst》期刊上,均可在线获取。