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

赫爾辛基大學的科學家Gianmario Scotti博士在距離研究實驗室15公里之外的無塵室進行某些化學實驗之后，被3D打印所吸引。Scotti與研究員Markus Haapala合作，認為可以通過3D打印創(chuàng)建可容納化學反應(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)譜法進行處理的微芯片，這是一種分析技術(shù)，可以將化學物質(zhì)離子化，并根據(jù)其質(zhì)荷比對其進行分類。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間，因為研究團隊在測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反應(yīng)。具有3D打印金屬（不銹鋼）經(jīng)驗的Scotti認為，使用塑料可以提供更經(jīng)濟的解決方案，特別是當容器是一次性使用時。

最終，研究人員決定使用聚丙烯，一種堅固耐用的材料，不會對正在測試的化學反應(yīng)產(chǎn)生不利影響。研究團隊從德國的供應(yīng)商訂購了聚丙烯長絲，并迅速開發(fā)和測試各種微反應(yīng)器設(shè)計。經(jīng)過幾個不同的原型，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，可以實時跟蹤反應(yīng)，具有高靈敏度和選擇性，”她解釋說。“由此，可以檢測中間體甚至過渡狀態(tài)的反應(yīng)，使反應(yīng)機制的規(guī)定成為可能，這是我研究的重點?！?

此外，3D打印微反應(yīng)器由具有攪拌棒的小塑料容器（用于混合化學樣品）和細針組成。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打印過程并在恢復打印之前進行安裝。3D打印微反應(yīng)器如何正常工作？其通過簡單地將計算機風扇放置在微反應(yīng)器下面就能激活磁力攪拌棒，而整個容器由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的研究人員使用質(zhì)譜法更有效地測試他們的微芯片。

該項目的研究結(jié)果發(fā)表在最近的“反應(yīng)化學與工程雜志”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”。