Inkjet printed surface chemistry modification of porous coatings for application as microfluidic analytical platforms

Julkaisun otsikon käännös: Huokoisten päällysteiden pintakemian muokkaus mustesuihkutulostuksella alustoiksi mikrofluidisia analyyttisia sovelluksia varten

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Painotekniikka mahdollistaa mikrofluidisten testien massatuotannon esimerkiksi lääketieteelliseen diagnostiikkaan tai ympäristön seurantaan. Tavallisesti testit koostuvat huokoisesta hydrofiilisesta alustasta, kuten selluloosapaperista, jota on hydrofobisoitu nesteen ohjaamiseksi. Alustaan lisätyt reagenssit ja/tai katalyytit reagoivat näytteen kanssa, antaen tietoa ominaisuuksista esimerkiksi värinmuutoksella tai tuottamalla spektrometrisesti havaittavia yhdisteitä. Työssä käsitellään analyyttisia testejä varten suunniteltujen pigmenttipäällysteiden pintakemian muokkausta mustesuihkutulostuksella. Pigmenttipäällysteet muodostuvat pienistä sideaineella yhteen liitetyistä mineraalihiukkasista. Pigmenttipäällysteitä käytetään yleisesti painopapereissa, mutta niitä ei ole juurikaan tutkittu analytiikkaa varten. Tarkoitukseen suunnitellut päällysteet tarjoavat hyvin ohuen, pintakemialtaan muokattavan testialustan. Ohuen rakenteen takia testeihin tarvitaan vain pieniä määriä reagensseja ja näytettä. Mustesuihkutulostuksella pintakemiaa voidaan muokata ja reagensseja annostella ilman painoyksikön ja alustan välistä kosketusta.Tutkitut pigmenttipäällysteet koostuivat funktionalisoidusta kalsiumkarbonaatista ja joukosta lähinnä orgaanisia sideaineita. Nesteen virtausta hallittiin tulostamalla kahta hydrofobisoivaa mustetta. Lisäksi tulostettiin viittä polyelektrolyytti-mustetta, jotka vaikuttivat anionisten ja kationisten yhdisteiden kromatografiseen erottumiseen. Tulostusta arvioitiin tarkoitusta varten suunnitelluilla testikuvioilla. Poly-diallyylidimetyyliammoniumkloridi (polyDADMAC) –pohjaisten musteiden tulostettavuutta analysoitiin polyelektrolyyttipitoisuuden suhteen. Nestettä ohjattiin tulostetuilla polystyreeni- ja alkyyliketeenidimeeri (AKD) -pohjaisilla musteilla onnistuneesti, joskin päällysteen huokosten peittämiseen tarvittiin suuria määrä hydrofobista ainetta. Polyelektrolyytit vaikuttivat kromatografisiin ominaisuuksiin lisäten vastakkaisesti varattujen molekyylien sekä vähentäen samankaltaisesti varattujen molekyylien erottumista. Erottumiseen vaikutti sekä testimolekyylien konsentraatio, että polyelektrolyyttien määrä, joskin jälkimmäisessä oli havaittavissa saturaatiota. PolyDADMAC-pohjaiset musteet olivat tulostettavissa 10 paino-% asti, mutta polyelektrolyytti-pitoisuuden noustessa korostuivat haihtumisen vaikutukset tulostinpään suuttimien toimintaan. Työssä osoitetaan, että pigmenttipäällysteet voivat toimia analytiikka-alustoina. Lisätutkimusta tarvitaan kestävämpien päällysteiden ja tehokkaampien painomenetelmien kehittämiseksi. Polyelektrolyyteillä voidaan muokata päällysteiden, ja todennäköisesti muiden alustojen, kromatografisia ominaisuuksia. Tosin uudelleen kostuessaan polyelektrolyytit voivat liueta ja siirtyä virtauksen mukana.
Julkaisun otsikon käännösHuokoisten päällysteiden pintakemian muokkaus mustesuihkutulostuksella alustoiksi mikrofluidisia analyyttisia sovelluksia varten
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Gane, Patrick, Vastuuprofessori
  • Gane, Patrick, Ohjaaja
  • Bollström, Roger, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0604-6
Sähköinen ISBN978-952-64-0605-3
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • mustesuihkutulostus
  • funktionaalinen painatus
  • funktionaaliset päällysteet
  • kapillaarivirtaus
  • hydrofobisuus
  • mikrofluidinen
  • polyelektrolyytit
  • kromatografia

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Huokoisten päällysteiden pintakemian muokkaus mustesuihkutulostuksella alustoiksi mikrofluidisia analyyttisia sovelluksia varten'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä