A mikrofluidika az analitikai kémia egyik, jelenleg intenzíven kutatott területe, amely nano-és pikoliternyi térfogatú folyadékok áramoltatására, elemzésére alkalmas eszközök tervezésével, elõállításával, tanulmányozásával foglalkozik. 1,2 A kutatások célja, hogy mikro-és nanofabrikációs eljárások segítségével a számítógép csipek méretével összevethetõ nagyságú, integrált laboratóriumokat (lab-on-a-chip) tervezzenek és készítsenek, ezáltal csökkentsék a felhasznált minta-és reagensmennyiséget, az elemzések költségeit és legfõként az analízisek idõtartamát. [3][4][5] A mikrofluidikai csipek analitikai alkalmazásának számos elõnye ismeretes, mégis viszonylag kevés mikrocsip alapú kromatográfiás rendszert fejlesztettek ki, 6 ennek okai a kromatográfiás töltetek kialakításának nehézségeiben keresendõek. 7 Több olyan rendszer ismert, ahol a kromatográfiás töltetek mikrocsipbe integrálásához valamilyen fritet helyeztek a csatornába, ezzel visszatartva a részecskéket. 8,9 A fritekkel való nehézségek miatt viszont több kutatócsoport is olyan módszereket fejlesztett, amelyek segítségével a kromatográfiás töltetek frit nélkül hozhatóak létre (például többrétegû mikrofluidikai csipek használatával, 10,11 monolitok 12 vagy akár ideiglenes szûkületek 13,14 csatornákban történõ kialakításával).Munkánk során kromatográfiás elválasztási technikák miniatürizálását, kromatográfiás töltetek mikrofluidikai csipben való kialakítását és alkalmazását tûztük ki célul. Ehhez reprodukálható, gyors töltési módszert fejlesztettünk ki. További célunk volt olyan többcsatornás mikrofluidikai rendszerek kifejlesztése, amelyek párhuzamos csatornáiban több, akár különbözõ kromatográfiás töltet kialakítására van lehetõség, amelyeken egyidejûleg végezhetünk párhuzamos elválasztásokat. A mikrofluidikai rendszerek jelenlegi alkalmazásának egyik hátránya a rendszerekhez kapcsolt érzékeny detektálási módszerek hiánya. Az általunk kifejlesztett mikrocsipekhez megvizsgáltuk az atomspektoszkópiás detektorok alkalmazhatóságát.
Kutatási eredmények
Kromatográfiás töltetek kialakítása a csatornákbanKromatográfiás részecskék poli(dimetil-sziloxán)-ból (PDMS) készített mikrofluidikai csip csatornájában történõ visszatartására kezdetben egy átmeneti csatornaszûkületet hoztak létre, a mikrocsip felületére merõlegesen alkalmazott nyomóerõvel.13,14 Az ilyen módon kialakított szilika aerogél töltetek azonban instabilak voltak, használat során degradálódtak vagy részlegesen kimosódtak.Éppen ezért állandó szûkületet alakítottunk ki a csatornákban, elõször a csatornamagasság megfelelõ mértékû csökkentésével (az öntõforma síkjából kiemelkedõ csatornamintázat megfelelõ helyen történõ megkarcolásával létrehozott fritszerû réteg segítségével 15 ), majd a csatornák szélességének egy adott ponton történõ csökkentésével.A szûkületek kialakításának legegyszerûbb és leginkább reprodukálható módjának a mintázatok tervezése során történõ megrajzolását találtuk. A kb. 10-20 µm széles és 50 µm hosszú csatornákat a 100 µm széles csatornákba rajzoltuk, ezután a kinyomtatott litográf...