CN112041059A - 亲水性有机硅树脂制微通道 - Google Patents

亲水性有机硅树脂制微通道 Download PDF

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Abstract

本发明为一种亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，由交联体构成，所述交联体由包含由下述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成。由此，能够提供一种由高透氧性树脂构成的微通道，其成型后的表面在不进行二次处理的情况下就能显示出高亲水性，且该亲水性能够持续长时间。

Description

亲水性有机硅树脂制微通道
技术领域
本发明涉及一种微通道，其在血液分析装置的通道构件、细胞培养装置内的通道构件等中，能够以一定流量来处理微小量。
背景技术
将微细的通道、泵、反应室等集聚在一个基板上的微全分析系统(μTAS)作为医疗领域中的检查和诊断的手段、化学领域中的合成和分析的手段而正在受到关注。例如，通过一种于基板内形成有微细的通道微通道装置，能够在短时间内以极少量的样品来进行反应、萃取、分离、测定等各种操作。作为基板的材料，已知有玻璃和树脂等。其中，有机硅树脂由于易于进行微细加工且透光性优异，因此是有用的。
然而，有机硅树脂制的基板对水的亲和性低。因此，当使包含水的液体在通道中流动时，流动性不良，因此有可能会无法正确地进行期望的操作。此外，还有可能会导致试剂或样品液体中的物质吸附在通道的表面。此时，除了通道因吸附物而变狭窄从而使流量不稳定以外，还会因试剂等的耗损而使分析精度降低。因此，需要将通道表面亲水化。
并且，由于仅由通常的有机硅树脂构成的通道的通道表面为疏水性，因此还存在通道内的压力发生变化时所产生的气泡会停留在内壁，且即使随后提高流量也无法将气泡去除等的在器件方面的问题。
由于上述问题，对于将由有机硅树脂构成的器件的通道内面亲水化，至今已进行了各种研究。
专利文献1公开了一种方法，其经由电介质将一对电极配置于已形成在基板中的通道内，并将对电极之间施加高频电压而产生的等离子体供给至通道内，由此将通道表面亲水化。
此外，专利文献2、3公开了一种方法，其利用包含亲水性聚合物等的溶液对通道面进行处理，由此来提高通道表面的润湿性。
此外，专利文献4公开了一种方法，其以丙烯酸类树脂或玻璃作为基底来制作微通道，并且作为二次处理，将亲水性聚合物涂布于表面，从而将通道内制成亲水性。
专利文献1的方法中，在通道表面产生羟基或氨基，从而将其亲水化。然而，亲水性并不充分，虽刚进行完亲水化处理后会显示出亲水性，但随着时间经过会丧失亲水性，变回疏水性。同样地，专利文献2的方法中，亲水性也难以持续。此外，专利文献2、3的方法中，由于在形成通道后使溶液流入而进行亲水化处理，因此难以控制形成于通道表面的膜厚。例如，膜厚越厚，则通道体积会相应地减少，由此会使分析等的准确性显著降低。
专利文献4的方法中，虽然能够获得具有耐久性的润湿性良好的表面，但未对有机硅树脂基材进行研究，而当将此基材用于需要供给氧气的细胞培养器件用途等时，由于基材的透氧性低，因此无法对通道供给充分的氧气，无法获得最佳的通道。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-205055号公报
专利文献2：日本特开2006-292472号公报
专利文献3：日本特开2008-82961号公报
专利文献4：日本特开2010-236955号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明鉴于上述实际情况而完成，其技术问题在于提供一种由高透氧性树脂构成的微通道，且其成型后的表面在不进行二次处理的情况下就能显示出高亲水性，且该亲水性能够持续长时间。
解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题，本发明提供一种亲水性有机硅树脂制微通道，其由交联体构成，该交联体由包含由下述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成：
[化学式1]
Figure BDA0002744712870000031
式中，R1为氢原子或甲基，R2～R5各自为碳原子数为1～12的烃基或三甲硅烷氧基；Y由下述通式(2)中表示的结构单元(I)～(III)构成，所述结构单元的含有比例为(I)/(II)＝5/5～10/0、[(I)+(II)]/(III)＝100/1～0/100，且含有的所述结构单元的数目的合计为(I)+(II)+(III)＝1～300；m及n分别为相同或不同的0～20的整数，p为0～20的整数，当m为0时l为0，当m为1以上时l为1；X为单键、-NHCOO-、或-OOCHN-R13-NHCOO-的二价连接基团，其中，R13为碳原子数为4～13的烃基；
[化学式2]
Figure BDA0002744712870000032
R6及R7各自为碳原子数为1～12的烃基，R8及R9分别为碳原子数为1～12的烃基或经氟原子取代的烃基，且其至少一方为经氟原子取代的烃基；R10及R11各自为碳原子数为1～12的烃基或下述通式(3)中表示的聚亚烷氧基(polyalkyleneoxy group)，且其至少一方为聚亚烷氧基，其中，q为0～20的整数，R12为氢原子或1～20的烃基。
[化学式3]
Figure BDA0002744712870000033
若为这样的亲水性有机硅树脂制微通道，则能够制成由高透氧性树脂构成，且成型后的表面在不进行二次处理的情况下就能显示出高亲水性，且该亲水性能够持续长时间的微通道。
此外，优选所述组合物包含1种或2种以上的能够与所述有机硅大分子单体进行共聚的单体。
此时，优选所述能够进行共聚的单体为选自(甲基)丙烯酸单体、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺单体、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯单体、(甲基)丙烯酸甘油酯单体、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺单体、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯单体、N-乙烯基吡咯烷酮、及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体。
若为这样的单体，则能够使微通道基材的光学特性、透氧性、机械强度、水润湿性、成型时的尺寸稳定性及其随时间变化等的特性的平衡良好。
此外，优选所述交联体的水下接触角为110°以上。
若为这样的水下接触角，则本发明的亲水性有机硅树脂制微通道能够显示出更充分的亲水性及水润湿性。
此外，优选所述交联体的透氧系数为50Barrer以上。
若为这样的透氧系数，则在将本发明的亲水性有机硅树脂制微通道用于需要供给氧气的细胞培养器件用途等时，也能够对通道供给充分的氧气。
发明效果
根据本发明，能够以工业上容易的方法来提供一种微通道，其能够解决在不进行二次处理的情况下的通道内亲水性的显现及持续、树脂的透氧性的上述问题点，即使混入气泡也不会停留在微通道表面，且不会妨碍对细胞供给氧气。而且，本发明特别适于血液分析装置内的通道构件、细胞培养用装置的通道构件等。
附图说明
图1是由实施例1获得的硅氧烷大分子单体(大分子单体A)的1H-NMR光谱图。
图2是由实施例1获得的硅氧烷大分子单体(大分子单体A)的IR光谱图。
图3为示出俘泡法(captive bubble method)的概略的图。
具体实施方式
如上所述，此前一直寻求开发一种如下的微通道，其由高透氧性树脂构成，成型后的表面在不进行二次处理的情况下就能显示出高亲水性，且该亲水性能够持续长时间。
本发明的发明人针对上述技术问题反复进行了仔细研究，结果发现下述事实从而完成了本发明：通过使用一种包含在硅氧烷基(siloxanyl)的侧链具有聚亚烷氧基的结构单元的有机硅大分子单体作为微通道用的材料，能够制作一种尽管由有机硅树脂构成但通道内壁仍会成为高亲水性并且仍具有良好的透氧性的微通道。
即，本发明为一种亲水性有机硅树脂制微通道，其由交联体构成，该交联体由包含由上述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成。
以下详细说明本发明，但本发明并不仅限于此。
本发明的亲水性有机硅树脂制微通道是用以使微量的样品、优选液状的样品流入，只要能够适当地达成该目的(以一定流量来处理微小量)，则其大小及长度并无特别限定。本发明的微通道优选具有用以使样品通过的直径为1μm～10mm的通道径，进一步优选具有直径为10μm～1mm的通道径。微通道的通道径的大小可在全长上都相同，也可一部分为不同的形状及大小。即，可具有缓慢或阶段性地变细或变粗的部分。
微通道的表面是指微通道的内壁，本发明的亲水性有机硅树脂制微通道的表面(内壁)显示高亲水性及水润湿性。此外，由于作为微通道的基材的交联体本身具有亲水性，因此无须像现有技术那样对通道表面进行亲水化处理。因此，本发明的亲水性有机硅树脂制微通道并不存在像进行了亲水化处理那样随着时间经过而丧失亲水性的情况，因此能够长时间持续亲水性。
用以制作本发明的亲水性有机硅树脂制微通道的基材由交联体构成，该交联体由包含由下述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成。
[化学式4]
Figure BDA0002744712870000061
式(1)中，R1为氢原子或甲基，R2～R5各自为碳原子数为1～12的烃基或三甲硅烷氧基；Y由下述通式(2)中表示的结构单元(I)～(III)构成，所述结构单元的含有比例为(I)/(II)＝5/5～10/0、[(I)+(II)]/(III)＝100/1～0/100，且含有的所述结构单元的数目的合计为(I)+(II)+(III)＝1～300；m及n分别为相同或不同的0～20的整数，p为0～20的整数，当m为0时l为0，当m为1以上时l为1；X为单键、-NHCOO-、或-OOCHN-R13-NHCOO-的二价连接基团，其中，R13为碳原子数为4～13的烃基。
[化学式5]
Figure BDA0002744712870000062
R6及R7各自为碳原子数为1～12的烃基，R8及R9分别为碳原子数为1～12的烃基或经氟原子取代的烃基，且其至少一方为经氟原子取代的烃基；R10及R11各自为碳原子数为1～12的烃基或下述通式(3)中表示的聚亚烷氧基，且其至少一方为聚亚烷氧基，其中，q为0～20的整数，R12为氢原子或碳原子数为1～20的烃基。
[化学式6]
Figure BDA0002744712870000071
由上述通式(1)表示的硅氧烷大分子单体的分子量增大时，若侧链的官能团数相同，则主链的官能团间链会变长，因此会使内聚能降低并且玻璃化转变温度也会变低，因此在制作微通道器件时，会对由柔软度及橡胶弹性表示的物性带来很大的效果。
上述通式(1)中，R1为氢原子或甲基，R2、R3、R4及R5各自为碳原子数为1～12的烃基或三甲硅烷氧基，各自可相同且也可不同。制作微通道器件时，从弹力性、强度等角度出发，R2～R5优选碳原子数为1～3的烃基。m及n为0～20的整数，且p为0～20的整数，若各自超过20而变得更大，则与其它单体之间的相容性变差而容易发生白浊。当m为0时l为0，当m为1以上时l为1。
决定由上述通式(1)表示的有机硅大分子单体的分子量的该大分子单体的硅氧烷基单元、即通式(1)中的Y的结构，由上述通式(2)中的(I)、(II)及(III)表示的结构单元构成。该结构单元(I)、(II)及(III)分别具有如下特征。
关于结构单元(I)，其硅氧烷基的侧链为碳原子数为1～12的烃基，且具有分子内的结构单元(I)的数目越多，则透氧性(即透氧系数)越大的效果。此外，由于还具有降低玻璃化转变温度的效果，因此为赋予良好力学物性的结构单元。结构单元(I)由于不连续地存在于分子内，因此在通道中更不易发生流动的药剂或蛋白质的吸附，从而能够抑制它们堆积在通道内壁。
接着，关于结构单元(II)，其硅氧烷基的侧链的至少一方为经氟原子取代的烃基，由于侧链具有经氟原子取代的烃基，因而会发生起因于氟原子的临界表面张力的降低。其具有抑制通道内壁受到蛋白质或脂质、无机成分等污染的效果，具有即使污染物质附着但也容易剥落的性质。然而，结构单元(II)的增大透氧性的倾向不像结构单元(I)那么大，因此，若过多地存在于分子内，则会变得无法获得期望的透氧性。此外，由于具有使通道内壁成为疏水性的效果，因此可能会使润湿性降低。因此，如后所述将含有比例(结构单元(I)/结构单元(II))控制在规定的范围内。
结构单元(III)为本发明特别必要的结构单元，其由于在硅氧烷基的侧链的至少一方具有由上述通式(3)表示的聚亚烷氧基，因而能够显现通道内的高亲水性及水润湿性。通过将结构单元(III)的分子内的存在量(含有比例、结构单元的数目)控制为如后所述，能够将本发明的微通道制成透氧性更高且硬度更高。
如上所述，分子内存在的结构单元(I)、(II)及(III)的含有比例的平衡会对本发明的微通道的性能造成影响，若这些结构单元(I)～(III)的含有比例、及数目的合计未满足下述关系，则大分子单体会自身发生白浊而获得、或与能够进行共聚的单体的相容性恶化而发生相分离、或在进行聚合时发生白浊。基于上述理由，作为分子内含有的结构单元(I)及(II)的存在比(含有比例)，结构单元(I):结构单元(II)的比为5:5～10:0，优选为7:3～9:1，含有的结构单元(I)、(II)、(III)的合计数为1～300，优选为10～200。
分子内含有的结构单元(III)的含有比例以与结构单元(I)、(II)的合计数的比来表示，结构单元(I)+(II):结构单元(III)的比为100:1～0:100，优选为100:2～100:10。
结构单元(I)的硅氧烷基的侧链各自为碳原子数为1～12的烃基，优选为甲基。结构单元(II)的硅氧烷基的侧链需要至少一方为经氟原子取代的烃基，可列举出例如3,3,3-三氟丙基、1,1,2,2-四氢全氟辛基、1,1,2,2-四氢全氟癸基等，其中优选三氟丙基。结构单元(III)的硅氧烷基的侧链需要至少一方为聚亚烷氧基，从抑制制造上的副反应的角度出发，优选末端已被烷基封端(cap)。进一步优选为末端为甲氧基(即末端已被甲基封端)的聚乙二醇链长3～10的结构。
其次，上述通式(1)中，X为单键、-NHCOO-、或-OOCHN-R13-NHCOO-的二价连接基团，其中，R13为碳原子数为4～13的烃基，该烃基为例如脂肪族烃基、脂环式烃基、或芳香族烃基。由于分子结构中包含这些氨基甲酸乙酯(urethane)键，因此能够进一步改善强度和水润湿性。作为双官能度异氰酸酯的残基，有例如六亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯、3-异氰酸基甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、二二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等的残基，其中，优选六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的残基。
由上述通式(1)表示的硅氧烷大分子单体能够通过例如下述方式获得：合成具有通过α,ω-双(1-羟基乙氧基丙基)二甲基聚硅氧烷与八甲基环四硅氧烷及1,3,5-三甲基三氟丙基环三硅氧烷与四甲基环四硅氧烷的平衡化反应而获得的聚硅氧烷的结构的二醇化合物后，经过与α-单烯丙氧基环氧乙烷(α-monoallyloxy alkylene oxide)的硅氢化反应，使羟基与等量的甲基丙烯酸异氰酸基乙酯进行反应。该所获得的硅氧烷大分子单体的结构能够根据NMR(核磁共振谱)及IR(红外线)吸收光谱进行分析。
此外，分子内含有的结构单元(I)、(II)及(III)的存在比及存在数目能够通过测定NMR(核磁共振谱)而求出。例如，当结构单元(I)为二甲基硅氧烷、结构单元(II)为甲基-三氟丙基硅氧烷、结构单元(III)为甲氧基聚乙二醇时，通过如下方式求出：测定NMR光谱上表示的与甲基、三氟丙基、乙二醇基有关的质子吸收的积分值，并测定与相同分子内含有的亚甲基有关的质子吸收的积分值。
根据微通道基材的目标性能，例如所要求的强度、柔软度、透氧性、内壁的水润湿性等，选择通式(I)中的构成Y的结构单元的种类及键数目、以及构成X的残基。
本发明的亲水性有机硅树脂制微通道由交联体构成，该交联体由包含由上述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成。组合物中除了由通式(1)表示的有机硅大分子单体以外，还可含有用以使该有机硅大分子单体进行聚合并固化从而制成交联体的光聚合引发剂、偶氮化合物或有机过氧化物。并且，如后所述，还可含有1种或2种以上的能够与硅氧烷大分子单体进行共聚的单体。
包含由上述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物优选包含1种或2种以上的能够与有机硅大分子单体进行共聚的单体。
此时，优选能够进行共聚的单体为选自(甲基)丙烯酸单体、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺单体、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯单体、(甲基)丙烯酸甘油酯单体、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺单体、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯单体、N-乙烯基吡咯烷酮、及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体。
为了提高机械性质、表面水润湿性、尺寸稳定性等，可根据所需使下述单体进行共聚。作为用以提高机械性质的单体，可列举出例如苯乙烯、叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物等。作为用以提高表面润湿性的单体，可列举出例如甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甘油甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、N,N’-二甲基丙烯酰胺、N,N’-二乙基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、亚甲基双丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺等。
作为用以提高尺寸稳定性的单体，可列举出例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酰基甲基丙烯酸酯、及对应于这些甲基丙烯酸酯类的丙烯酸酯类、二乙烯基苯、三烯丙基异氰脲酸酯等。这些单体可使用1种，也可组合使用2种以上。为了使微通道基材的光学特性、透氧性、机械强度、水润湿性、成型时的尺寸稳定性及其随时间变化等特性平衡良好，可使用将这些能够进行共聚的单体组合而成的混合单体。
使这样的组合物固化而制成交联体的方法，能够应用下述方法中的任一种：使光聚合引发剂存在于单体混合物中，并照射紫外线而使其进行聚合的方法；或使用偶氮化合物或有机过氧化物并使其进行热聚合的方法。
此外，优选使组合物固化而成的交联体的水下接触角为110°以上。
若为这样的水下接触角，则本发明的微通道会显示更充分的亲水性及水润湿性。
此外，优选使组合物固化而成的交联体的透氧系数为50Barrer以上。
若为这样的透氧系数，则在将本发明的微通道用于需要供给氧气的细胞培养器件用途等时，也能够对通道供给充分的氧气。
实施例
接着，通过实施例来更详细说明本发明，但本发明并不受这些例子的任何限定。另外，所获得的物质的分子量及各物性、特性通过下述方式而求出。
(1)分子结构及分子量通过NMR及GPC(凝胶渗透色谱法)而求出。
(2)透氧系数
使用理化精机工业公司制造的透气率测定装置K-315-N。将样品片设为直径为30mm、厚度为0.3～0.5mm的圆盘状物，在25℃的恒温中进行测定。
(3)力学物性
使用INSTRON公司制造的抗拉试验机5942B-1156，测定抗拉强度、延伸率、根据初始应力的弹性模量。测定在25℃的恒温室中进行，作为试验片，使用8mm宽4mm长50mm厚0.3～0.5mm的试验片。
(4)液下接触角测定
使用KRUSS公司制造的DSA-25S，根据在水中使气泡与试验片表面接触的俘泡法(参照图3)而求出。图3中，接触角越大，意指基板表面的亲水性越高。在室温、常压下在水中使5μL的气泡接触表面，并测定接触角θ。
(5)微通道的制作及气泡脱离性的评价
微通道以下述方式制作：使用已知的光刻技术(lithographic technique)，利用压印法将由各材料的固化物获得的单面的电路基板贴合。评价中，首先从脱模等步骤判定可否制作微通道，对能够制作的，通过送液试验用肉眼来评价气泡脱离性。
[实施例1]
(大分子单体A的合成)
向烧瓶中加入46g的KF-6001(信越化学工业公司制)、133g的八甲基环四硅氧烷、28g的1,3,5-三甲基三氟丙基环三硅氧烷、6.5g的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、234g的氯仿、1.9g的三氟甲烷磺酸，并在40℃下进行反应15小时。
然后，利用硅藻土吸附酸而进行中和后，利用减压馏除进行提纯后，使其溶解于191g的异丙醇中，并在0.16g的铂催化剂的存在下与40.8g的PKA-5007(日本油脂公司制)进行硅氢化反应。利用80％甲醇水溶液反覆溶解洗涤所获得的反应溶液后，将溶剂馏除，由此获得136g的两末端具有羟基的硅氧烷二醇。对所获得的硅氧烷二醇进行NMR(核磁共振谱)分析后，结果能够确认由下述式表示的结构。
[化学式7]
Figure BDA0002744712870000121
向烧瓶中加入125g该硅氧烷二醇、0.06g的BHT(2,6-二丁基羟基甲苯)、0.25g的MQ、9.8g甲基丙烯酸2-异氰酸基乙酯(昭和电工公司制)、0.013g乙酰丙酮铁(III)，并在40℃下进行反应3小时。冷却后，加入甲醇，并反覆进行洗涤分离，获得117g包含氨基甲酸乙酯键的硅氧烷大分子单体。对所获得的大分子单体进行NMR(核磁共振谱)分析及IR分析后，结果能够确认由下述式(大分子单体A)表示的包含甲基丙烯酸氨基甲酸乙酯基的硅氧烷大分子单体(分子量为14,500)。图1示出1H-NMR光谱图，图2示出IR光谱图。
[化学式8]
Figure BDA0002744712870000131
大分子单体A
(交联体的制备)
向100重量份由上述式(大分子单体A)表示的包含甲基丙烯酸氨基甲酸乙酯基的硅氧烷大分子单体中，添加0.5重量份2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(BASF公司制，产品名称IRGACURE 1173，以下称为D1173)，并在氮气环境中进行搅拌后，使用离心机进行脱泡，制备组合物(固化前溶液)，并确认外观。
然后，将组合物注入至表面贴附有膜厚调节用的Teflon(注册商标)胶带(厚度为0.5mm)及剥离膜的2片玻璃板，并在室温下照射2500mJ/cm2的紫外线，获得透明的交联体。对以上述方式而得到的固化膜测定透氧系数、力学物性、液下接触角。进一步以相同的固化方法制作微通道后，评价气泡脱离性。上述结果如表1所示。
[实施例2及实施例3]
向90重量份由上述式(大分子单体A)表示的包含甲基丙烯酸氨基甲酸乙酯基的硅氧烷大分子单体中，添加10重量份甲基丙烯酸羟基乙酯(以下称为HEMA)或甲基丙烯酸(以下称为MAA)、及0.5重量份D1173，并以与实施例1相同的方式制备组合物后，确认其外观。然后，以与实施例1相同的方式固化，获得透明的交联体。对所获得的固化膜测定透氧系数、力学物性、液下接触角。进一步以相同的固化方法制作微通道后，评价气泡脱离性。上述结果如表1所示。
[实施例4及实施例5]
(大分子单体B的合成)
向烧瓶中加入38.6g的X-22-164(信越化学工业公司制)、629g八甲基环四硅氧烷、36g的1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1.4g三氟甲烷磺酸，并在室温下进行反应6小时。
然后，利用硅藻土吸附酸而进行中和后，利用减压馏除进行提纯后，使其溶解于300g异丙醇中，并在0.7g铂催化剂的存在下与409g的PKA-5007(日本油脂公司制)进行硅氢化反应。利用80％丙酮水溶液反覆溶解洗涤所获得的反应溶液后，添加0.012g的BHT、0.006g的MQ，并将溶剂馏除，由此获得706g两末端具有甲基丙烯酸酯基的硅氧烷大分子单体。对所获得的大分子单体进行NMR(核磁共振谱)分析后，结果能够确认由下述式(大分子单体B)表示的包含甲基丙烯酸酯基的硅氧烷大分子单体(分子量为10,500)。
[化学式9]
Figure BDA0002744712870000141
大分子单体B
向90重量份由上述式(大分子单体B)表示的包含甲基丙烯酸酯基的硅氧烷大分子单体中，添加10重量份甲基丙烯酸羟基乙酯(以下称为HEMA)或甲基丙烯酸(以下称为MAA)、及0.5重量份D1173，并以与实施例1相同的方式制备组合物后，确认其外观。然后，以与实施例1相同的方式固化，获得透明的交联体。对所获得的固化膜测定透氧系数、力学物性、液下接触角。进一步以相同的固化方法制作微通道后，评价气泡脱离性。上述结果如表1所示。
[比较例1]
向100重量份由下述式(大分子单体C)表示的硅氧烷大分子单体(信越化学工业公司制X-22-164E)中，添加0.5重量份D1173，并在氮气环境中进行搅拌后，使用离心机进行脱泡，制备组合物(固化前溶液)，并确认外观。然后，以与实施例1相同的方式固化，获得透明的交联体。对所获得的固化膜测定透氧系数、力学物性、液下接触角。进一步以相同的固化方法制作微通道后，评价气泡脱离性。上述结果如表1所示。
[化学式10]
Figure BDA0002744712870000151
大分子单体C
[比较例2及比较例3]
向90重量份由上述式(大分子单体C)表示的硅氧烷大分子单体(信越化学工业公司制X-22-164E)中，添加10重量份甲基丙烯酸羟基乙酯(以下称为HEMA)或甲基丙烯酸(以下称为MAA)、及0.5重量份D1173，并在氮气环境中进行搅拌，结果与单体的相容性均较差，未能获得透明的掺合液，因此停止了制作交联体。
[比较例4]
利用公知方法使市售的Sylgard 184(Dow Corning公司制)进行热交联后，对所获得的固化膜测定透氧系数、力学物性、液下接触角。进一步以相同的固化方法制作微通道后，评价气泡脱离性。上述结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0002744712870000161
如表1所示，实施例1～5为本发明的亲水性有机硅树脂制微通道，从任一组合物都能够制作微通道，且气泡脱离性也良好。因此，微通道的表面显示高亲水性。此外，透氧系数也显示良好的数值。其它物性值也对微通道而言为充分的值。
另一方面，比较例1中使用大分子单体C，其不含像本发明这样的在侧链具有聚亚烷氧基的结构单元，虽然能够制作微通道，但无法对表面赋予高亲水性，气泡脱离性差。并且，比较例2、3中虽在组合物中除了大分子单体C以外还分别掺合了能够进行共聚的单体，但由于相容性低，在组合物的外观上能够观察到白浊，因此不适合制作微通道。此外，比较例4中使用其它市售物，虽然抗拉强度、延伸率、弹性模量显示较高的值且也能够制作微通道，但气泡脱离性不良，未显示高亲水性。
由上述明显可知，若为本发明的亲水性有机硅树脂制微通道，则能够成为一种微通道，其由高透氧性树脂构成，成型后的表面在不进行二次处理的情况下就能显示出高亲水性，且该亲水性能够持续长时间。
另外，本发明并不受上述实施形态限定。上述实施形态仅为例示，具有与本发明的权利要求书中记载的技术构思实质相同的构成且产生相同的技术效果技术方案均包含在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，由交联体构成，所述交联体由包含由下述通式(1)表示的有机硅大分子单体的组合物固化而成：
[化学式1]
Figure FDA0002744712860000011
式中，R1为氢原子或甲基，R2～R5各自为碳原子数为1～12的烃基或三甲硅烷氧基；Y由下述通式(2)中表示的结构单元(I)～(III)构成，所述结构单元的含有比例为(I)/(II)＝5/5～10/0、[(I)+(II)]/(III)＝100/1～0/100，且含有的所述结构单元的数目的合计为(I)+(II)+(III)＝1～300；m及n分别为相同或不同的0～20的整数，p为0～20的整数，当m为0时l为0，当m为1以上时l为1；X为单键、-NHCOO-、或-OOCHN-R13-NHCOO-的二价连接基团，其中，R13为碳原子数为4～13的烃基；
[化学式2]
Figure FDA0002744712860000012
R6及R7各自为碳原子数为1～12的烃基，R8及R9分别为碳原子数为1～12的烃基或经氟原子取代的烃基，且其至少一方为经氟原子取代的烃基；R10及R11各自为碳原子数为1～12的烃基或下述通式(3)中表示的聚亚烷氧基，且其至少一方为聚亚烷氧基，其中，q为0～20的整数，R12为氢原子或碳原子数为1～20的烃基；
[化学式3]
Figure FDA0002744712860000021
2.根据权利要求1所述的亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，所述组合物包含1种或2种以上的能够与所述有机硅大分子单体进行共聚的单体。
3.根据权利要求2所述的亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，所述能够进行共聚的单体为选自(甲基)丙烯酸单体、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺单体、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯单体、(甲基)丙烯酸甘油酯单体、2-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺单体、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯单体、N-乙烯基吡咯烷酮、及聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体中的1种以上的单体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，所述交联体的水下接触角为110°以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的亲水性有机硅树脂制微通道，其特征在于，所述交联体的透氧系数为50Barrer以上。
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