Modificación de superficie de microcanales basados en copolímero de olefina cíclica (COC) para la producción industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas
Autores: Guan, Yefeng; Zhang, Huiru; Yan, Zhibin; Wei, Xue; Zhang, Zhuo; Chen, Xuelian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modificación de superficie de microcanales basados en copolímero de olefina cíclica (COC) para la producción industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Copolímeros
Cicloolefina
Dispositivos microfluídicos
Modificación de superficies
Gotas
Producción industrial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Los copolímeros de cicloolefina (COC), un tipo de material termoplástico, se han utilizado ampliamente para la fabricación industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas, que a menudo se realizan utilizando técnicas de termoconformado o moldeo por inyección. La generación de gotas y la uniformidad de los tamaños de gotas se ven significativamente afectadas por la mojabilidad de la superficie de COC durante la fabricación y la estabilidad de presión de la bomba de fluido empleada durante la operación. Con el fin de mitigar los efectos de la mojabilidad superficial no deseada y la variación de presión en la generación de gotas en dispositivos basados en COC, se aplicó un procedimiento de modificación superficial simple para modificar hidrofóbicamente las superficies de microcanales basados en COC para la producción industrial a gran escala. El procedimiento de modificación superficial consistió en un tratamiento con plasma de oxígeno de la superficie del polímero seguido de una reacción en fase solución en solvente fluorocarbonado. Los resultados experimentales demuestran que, tras la modificación superficial propuesta, los dispositivos microfluídicos de gotas de COC podrían generar de manera estable gotas de agua de microvolumen con un pequeño coeficiente de variación, incluso si la presión de la fase dispersa (agua) fluctuaba. Los resultados de las pruebas de durabilidad sobre las superficies modificadas muestran que la hidrofobicidad de las superficies de COC modificadas podría mantenerse hasta por cuatro meses, deteriorándose con el tiempo posteriormente. Nuestro estudio puede proporcionar una solución potencial útil y orientación para la producción industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas para diversas aplicaciones, incluyendo la reacción en cadena de la polimerasa y el análisis de células individuales.
Descripción
Los copolímeros de cicloolefina (COC), un tipo de material termoplástico, se han utilizado ampliamente para la fabricación industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas, que a menudo se realizan utilizando técnicas de termoconformado o moldeo por inyección. La generación de gotas y la uniformidad de los tamaños de gotas se ven significativamente afectadas por la mojabilidad de la superficie de COC durante la fabricación y la estabilidad de presión de la bomba de fluido empleada durante la operación. Con el fin de mitigar los efectos de la mojabilidad superficial no deseada y la variación de presión en la generación de gotas en dispositivos basados en COC, se aplicó un procedimiento de modificación superficial simple para modificar hidrofóbicamente las superficies de microcanales basados en COC para la producción industrial a gran escala. El procedimiento de modificación superficial consistió en un tratamiento con plasma de oxígeno de la superficie del polímero seguido de una reacción en fase solución en solvente fluorocarbonado. Los resultados experimentales demuestran que, tras la modificación superficial propuesta, los dispositivos microfluídicos de gotas de COC podrían generar de manera estable gotas de agua de microvolumen con un pequeño coeficiente de variación, incluso si la presión de la fase dispersa (agua) fluctuaba. Los resultados de las pruebas de durabilidad sobre las superficies modificadas muestran que la hidrofobicidad de las superficies de COC modificadas podría mantenerse hasta por cuatro meses, deteriorándose con el tiempo posteriormente. Nuestro estudio puede proporcionar una solución potencial útil y orientación para la producción industrial a gran escala de dispositivos microfluídicos de gotas para diversas aplicaciones, incluyendo la reacción en cadena de la polimerasa y el análisis de células individuales.