近日，來自芬蘭赫爾辛基大學的一組研究人員創建了一個3D打印微反應器裝置，以幫助他們更有效地研究化學反應并改進其研究過程。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打印創建可容納化學反應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譜法進行處理的微芯片，這是一種分析技術，可以將化學物質離子化，并根據其質荷比對其進行分類。在3D打印設備之前，研究人員不得不前往無塵室，使用質譜法測試批次的微芯片，這意味著一次生產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。

通過開發3D打印的一次性微反應器，Scotti和Haapala認為他們可以繞過潔凈室，并將3D打印容器連接到質譜儀上，以研究微芯片的化學反應。具有3D打印金屬（不銹鋼）經驗的Scotti認為，使用塑料可以提供更經濟的解決方案，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產生不利影響。研究團隊從德國的供應商訂購了聚丙烯長絲，并迅速開發和測試各種微反應器設計。經過幾個不同的原型，研究人員開發出了可用于質譜分析的3D打印微反應器。下一步是使用3D打印的容器進行質譜儀分析。為此，研究人員Sofia Nilsson參與其中。“通過將微反應器連接到質譜儀，可以實時跟蹤反應，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的反應，使反應機制的規定成為可能，這是我研究的重點。”

此外，3D打印微反應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打印設備允許赫爾辛基大學的研究人員使用質譜法更有效地測試他們的微芯片。

該項目的研究結果發表在最近的“反應化學與工程雜志”上，題目是“用于通過質譜在線反應分析的微型3D打印聚丙烯反應器”。