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Biomicrofluidics:含氟聚合物制造抗有机腐蚀微通道

 

基于硅橡胶(PDMS)制成的微流控装置已经广泛应用于材料合成,分离分选,生物诊断领域。在科研实验室中PDMS的普通应用的主要原因是PDMS的微通道制造简单以及其良好的表面性质。然而,PDMS微通道却不能与强有机溶剂相兼容,强有机溶剂有可能迅速腐蚀PDMS等硅橡胶材料。因此,制造一种抗有机腐蚀的微通道,对强有机化学溶剂的微流控研究方面就尤为重要。

 

新加坡科技设计大学的助理教授Michinao Hashimoto领导的科研团队开发了一种使用含氟聚合物制造微通道的简单方法。该微通道可以保持对强有机化学溶剂具有高度的惰性。研究小组采用了一种数字制造技术(XUROGRAPHY),可以用动作控制的刀片切割薄膜以制作微通道模板。通过这种技术,他们切割含氟聚合物薄膜,并热压它们以形成微通道。使用这种方法制作微通道从设计到组装只需不到一个小时便可完成。

 

研究小组已经确定了两种常见含氟聚合物的适当热压条件(即温度,时间和压力):聚四氟乙烯(PTFE)和氟化乙烯丙烯(FEP)。此外,该团队证实了含氟聚合物微流体通道对一系列有机溶剂的耐受性,这些溶剂与PDMS微流控装置不能兼容使用。

 

首席研究员Hashimoto博士说:“这项工作是首次使用含氟聚合物实现快速制造微流体通道。由含氟聚合物组成的微通道可用于材料和药物的有机合成以及细胞和细菌的表面粘附研究。这种方法非常简单,我们相信它可以由任何研究人员(包括非工程师)操作,用于微通道的惰性和非反应特性的应用研究。

 

这项技术已发表在Biomicrofluidics上,这是一本专注于研究独特的微流体和纳米流体技术的杂志。 SUTD访问学生(Takuma Hizawa)和两名博士后研究员(Atsushi Takano,Pravien Parthiban)与资深作者(日本早稻田大学Eiji Iwase教授和美国麻省理工学院Patrick Doyle教授)一起参加了这个项目。

 

参考文献:

Takuma Hizawa et al, Rapid prototyping of fluoropolymer microchannels by xurography for improved solvent resistance, Biomicrofluidics (2018). DOI: 10.1063/1.5051666