為更好地研究化學(xué)反應(yīng)和改善研究過(guò)程，芬蘭赫爾辛基大學(xué)近日創(chuàng)新地利用3D打印技術(shù)制造出了實(shí)驗(yàn)所需的微型反應(yīng)器。此裝置是利用3D打印技術(shù)解決特定問(wèn)題的又一個(gè)成功案例。

芬蘭赫爾辛基大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種的微型反應(yīng)裝置，有助于更有效地研究化學(xué)反應(yīng)并改進(jìn)其研究過(guò)程。

在該3D打印微反應(yīng)器裝置研發(fā)出來(lái)之前，赫爾辛基大學(xué)的科學(xué)家Gianmario Scotti博士需要開(kāi)車(chē)到15公里外的研究實(shí)驗(yàn)室無(wú)塵室去操作某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這不僅耗時(shí)而且低效，因此，Gianmario Scotti博士與研究員Markus Haapala合作，通過(guò)3D打印來(lái)制造可容納化學(xué)反應(yīng)的一次性微型容器。

Gianmario Scotti博士的研究需要通過(guò)質(zhì)譜分析技術(shù)處理芯片，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(lèi)。在3D打印設(shè)備操作之前，研究人員需要去無(wú)塵室進(jìn)行質(zhì)譜測(cè)試，這是為一次性批量生產(chǎn)微芯片進(jìn)行測(cè)試。

Gianmario Scotti博士與研究員Markus Haapala認(rèn)為，3D打印的一次性微反應(yīng)器使他們可以繞過(guò)無(wú)塵室，直接將其連接到質(zhì)譜儀上，以研究微芯片的化學(xué)反應(yīng)。Gianmario Scotti博士說(shuō)，“使用塑料是一個(gè)更具經(jīng)濟(jì)效益的解決方案，特別是作為一次性容器。”

最終，研究人員決定使用固耐用的而且不會(huì)對(duì)進(jìn)行測(cè)試的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不利影響的聚丙烯材料。該研究團(tuán)隊(duì)從德國(guó)的供應(yīng)商訂購(gòu)了聚丙烯材料，并迅速進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試各種微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)不同的原型，研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了可用于質(zhì)譜分析的3D打印微反應(yīng)器。

接著使用3D打印微反應(yīng)器進(jìn)行質(zhì)譜儀分析。“通過(guò)將微反應(yīng)器連接到質(zhì)譜儀，可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，而且具有高靈敏度及高選擇性，”研究員Sofia Nilsson解釋說(shuō)，“由于這一點(diǎn)，能檢測(cè)中間體甚至過(guò)渡狀態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)，使反應(yīng)機(jī)制的規(guī)定成為可能，這也是我的研究重點(diǎn)。”

據(jù)介紹，3D打印微反應(yīng)器，包括一個(gè)攪拌棒的小塑料容器（用于混合化學(xué)樣品）和細(xì)針（用于噴霧和電離質(zhì)譜分析化學(xué)樣品）。為了盡可能無(wú)縫地適當(dāng)?shù)夭⑷霐嚢璋艉图{米電噴針，研究人員必須暫停3D打印過(guò)程以在恢復(fù)打印之前進(jìn)行安裝。

3D打印微反應(yīng)器如何工作呢？通過(guò)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)備已經(jīng)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。

研究人員已經(jīng)將相關(guān)論文《用于通過(guò)質(zhì)譜法在線分析化學(xué)反應(yīng)的小型3D打印聚丙烯反應(yīng)器》發(fā)表到了《Reaction Chemistry & Engineering》雜志上。