極小マイクロ流体デバイスの3Dプリントが可能に

極小マイクロ流体デバイスの3Dプリントが可能に
Antarctic Bearによると、米国ブリガムヤング大学生化学科のHua Gong氏らは、「Lab on a Chip」誌に「18mm×20mmのマイクロ流体流路用カスタム3Dプリンターと樹脂」と題する論文を発表した。彼らは自家製プリンターと、特定の385nm LED(従来は405nmを使用)と組み合わせて開発された改良樹脂配合を使用して、史上最小の3Dプリントマイクロ流体デバイスを作成した。

自家製 3D プリンターの樹脂配合に関する研究は、主に、Z 方向に小さな隙間を実現できる光学特性を持つ 1 つ以上の UV 吸収剤を見つけることに焦点を当てています。これまでの研究結果に基づき、PEGDAを単位構造とし、Irgacure 819を光開始剤として配合したこの配合は、比吸収特性が低く、電気泳動分離性能に適していることから、PEGDAベースの紫外線吸収剤を作製することを決定しました。そして、Urrios らは、特別な後処理を施すと生体適合性があることを発見しました。また、イソプロパノールとエタノールには溶けますが、アセトンとメタノールには溶けません。


UV吸収剤の評価システムとフローチャート 図2に示すフローチャートに基づいて、20種類の潜在的なUV吸収剤を詳細に研究・比較し、評価基準を確立しました(評価システム、数学モデル、投与量の重合効果などが詳細に研究されており、興味のある読者は研究グループの文献を読むことができます)。最終結果は、PEGDA-NPS-Irgacure 819 をベースにした UV 吸収剤です。 3D 印刷技術を使用してシラン処理された正方形のガラススライドに印刷され、特殊な後処理を施すことでより優れた機械的特性が得られます。彼らは、長さ41mmに達しながら体積が0.12mm3未満の3次元蛇行チャネルを得ることに成功し、大きなアスペクト比(幅25μm未満、高さ3mm)のマイクロ流体チャネルを製造できるようになりました。





SEM と高アスペクト比チャネルの結果により、マイクロ流体デバイスの試作と製造における光硬化技術のこれまでの主導的地位と競合しながら、マイクロ流体の分野で 3D 印刷技術の役割も確立されました。研究者らによると、この画期的な発見はマイクロ流体デバイスの製造方法と使用方法に革命をもたらす可能性があるという。これは大きな進歩であり、3D プリントでこれまでにないサイズの印刷を実現できるようになります。これにより、マイクロ流体デバイスの製造も容易かつ安価になります。

出典: Shangpu Boyuan
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