近日，來自芬蘭赫爾辛基大學(xué)的一組研究人員創(chuàng)建了一個(gè)3D打印微反應(yīng)器裝置，以幫助他們更有效地研究化學(xué)反應(yīng)并改進(jìn)其研究過程。該項(xiàng)目是如何利用3D打印來克服特定挑戰(zhàn)的另一個(gè)例子。

赫爾辛基大學(xué)的科學(xué)家Gianmario Scotti博士在距離研究實(shí)驗(yàn)室15公里之外的無塵室進(jìn)行某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)之后，被3D打印所吸引。Scotti與研究員Markus Haapala合作，認(rèn)為可以通過3D打印創(chuàng)建可容納化學(xué)反應(yīng)的緊湊型一次性容器，以提供一種完全避開潔凈室的方法。Scotti的研究必須使用通過質(zhì)譜法進(jìn)行處理的微芯片，這是一種分析技術(shù)，可以將化學(xué)物質(zhì)離子化，并根據(jù)其質(zhì)荷比對(duì)其進(jìn)行分類。在3D打印設(shè)備之前，研究人員不得不前往無塵室，使用質(zhì)譜法測(cè)試批次的微芯片，這意味著一次生產(chǎn)大批量的更有效微芯片。正如Scotti解釋的那樣，這種方法花了寶貴的時(shí)間，因?yàn)檠芯繄F(tuán)隊(duì)在測(cè)試之前不得不等待微芯片批量生產(chǎn)。

通過開發(fā)3D打印的一次性微反應(yīng)器，Scotti和Haapala認(rèn)為他們可以繞過潔凈室，并將3D打印容器連接到質(zhì)譜儀上，以研究微芯片的化學(xué)反應(yīng)。具有3D打印金屬（不銹鋼）經(jīng)驗(yàn)的Scotti認(rèn)為，使用塑料可以提供更經(jīng)濟(jì)的解決方案，特別是當(dāng)容器是一次性使用時(shí)。

最終，研究人員決定使用聚丙烯，一種堅(jiān)固耐用的材料，不會(huì)對(duì)正在測(cè)試的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不利影響。研究團(tuán)隊(duì)從德國的供應(yīng)商訂購了聚丙烯長(zhǎng)絲，并迅速開發(fā)和測(cè)試各種微反應(yīng)器設(shè)計(jì)。經(jīng)過幾個(gè)不同的原型，研究人員開發(fā)出了可用于質(zhì)譜分析的3D打印微反應(yīng)器。下一步是使用3D打印的容器進(jìn)行質(zhì)譜儀分析。為此，研究人員Sofia Nilsson參與其中?！巴ㄟ^將微反應(yīng)器連接到質(zhì)譜儀，可以實(shí)時(shí)跟蹤反應(yīng)，具有高靈敏度和選擇性，”她解釋說?！坝纱?，可以檢測(cè)中間體甚至過渡狀態(tài)的反應(yīng)，使反應(yīng)機(jī)制的規(guī)定成為可能，這是我研究的重點(diǎn)?！?

此外，3D打印微反應(yīng)器由具有攪拌棒的小塑料容器（用于混合化學(xué)樣品）和細(xì)針組成。為了盡可能無縫地并入攪拌棒和納米電噴針，研究人員必須暫停3D打印過程并在恢復(fù)打印之前進(jìn)行安裝。3D打印微反應(yīng)器如何正常工作？其通過簡(jiǎn)單地將計(jì)算機(jī)風(fēng)扇放置在微反應(yīng)器下面就能激活磁力攪拌棒，而整個(gè)容器由3D打印夾具支撐，3D夾具也附有樣品注射器。最終，3D打印設(shè)備允許赫爾辛基大學(xué)的研究人員使用質(zhì)譜法更有效地測(cè)試他們的微芯片。

該項(xiàng)目的研究結(jié)果發(fā)表在最近的“反應(yīng)化學(xué)與工程雜志”上，題目是“用于通過質(zhì)譜在線反應(yīng)分析的微型3D打印聚丙烯反應(yīng)器”。