ITBO20070588A1 - Metodo per legare uno strato di silicone ad un substrato di polimero metacrilico - Google Patents

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ITBO20070588A1
ITBO20070588A1 IT000588A ITBO20070588A ITBO20070588A1 IT BO20070588 A1 ITBO20070588 A1 IT BO20070588A1 IT 000588 A IT000588 A IT 000588A IT BO20070588 A ITBO20070588 A IT BO20070588A IT BO20070588 A1 ITBO20070588 A1 IT BO20070588A1
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IT
Italy
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layer
substrate
during
organosilane
application step
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IT000588A
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Gianni Medoro
Gerardo Perozziello
Giuseppina Simone
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Silicon Biosystems Spa
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Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un metodo per legare un substrato con almeno uno strato di silicone, un articolo così ottenibile ed una valvola comprendente un tale articolo.
La presente invenzione è, inoltre relativa ad un metodo per la deposizione selettiva di un materiale su un substrato, un articolo così ottenibile ed una valvola comprendente tale articolo.
Nei campi più avanzati dell'attuale tecnologia sono sempre più richiesti articoli anche di dimensioni micrometriche che associno in loro caratteristiche di differenti materiali. In conseguenza di ciò vi è una grande richiesta di nuove metodologie che permettano di collegare in modo stabile e/o in zone selezionate materiali tra loro chimicamente differenti. Tuttavia, i processi ad oggi proposti non riescono sempre a garantire dei risultati soddisfacenti.
In particolare, in campo microfluidico la realizzazione di microvalvole presentante un elemento in silicone collegata ad un supporto di un materiale differente risulta essere di estrema importanza.
Il legame tra la membrana in silicone ed il supporto, il quale è solitamente connesso a canali microfluidici, può essere realizzato mediante differenti metodi. A tal proposito, sono stati proposti il legame termico [L. Brown, et. al. , Lab on a Chip 2006, 6, 66-73] , l'impiego di opportuni adesivi ed inoltre l'impiego di droganti per modificare le proprietà dei materiali.
Tuttavia, resta ancora inesplorata in questo settore la possibilità di realizzare il collegamento delle parti in gioco per effetto della formazione di legami chimici irreversibili. Questa mancanza è dovuta in parte alla difficoltà di promuovere l'interazione chimica tra fasi, la cui affinità è, per loro natura, trascurabile, e in parte ai numerosi problemi concernenti il processo produttivo che ne scaturiscono .
Una barriera alla formazione di legami chimici tra il supporto (ad esempio in PMMA) ed i siliconi deriva dagli elastomeri che sono chimicamente inerti ed hanno un forte carattere idrofobico. L'incremento della tensione superficiale dei siliconi può essere modulata mediante trattamenti al plasma o per effetto corona (si veda ad esempio US4492733). Tuttavia, i risultati ottenuti si sono dimostrati poco efficaci.
In molte applicazioni [Microchemostat - microbial continuous culture in a polymer-based, instrumented microbioreactor Zhang, z. ; Bocazzi, P. ; Choi, H. G. ; Perozziello, Gerardo ; Sinskey, A. J. ; Jensen, K. F. LAB ON A CHIP (ISSN: ) , VOI: 6, issue: 7, pages: 906-913, 2006] si rende necessaria la modifica superficiale del PMMA per evitare l'adesione cellulare [S. Patel et al. / Biomaterials 27 (2006) 2890-2897] .
inoltre, per molte altre applicazione è importante ottenere un'adesione selettiva di un materiale su un substrato [Ultrathin poly(ethylene glycol) monolayers formed by Chemical vapor deposition on Silicon substrates - SHIRAHATA Naoto,· HOZUMI Atsushi Journal of nanoscience and nanotechnology (J. nanosci. nanotechnol .) Self-Assembled Nanomaterials 2006, voi. 6, no 6 (50 ref.), pp. 1695-1700] . Esempi a questo riguardo possono essere guide ottiche [Lim, H.M: Murphy, T. E. J. Vac. Sci. Technol. B 17(6), Nov/Dec 1999] e la deposizione di SAM [Yu, A.A. Savas, T JACS 127 (2005) 16774-16775]. Più in generale, tutti processi di funzionalizzazione parziale di superfici mediante primers viene realizzata avvalendosi di maschere selettive .
Tuttavia 1'impiego di maschere durante la fase di deposizione rende, in alcuni casi, il processo più complesso. Oltre ad un numero maggiore di operazioni del processo stesso, la maschera deve essere accuratamente progettata in termini di dimensioni (spessore, superdimesionamento delle zone scoperte per compensare gli effetti ombra) e materiale con cui viene realizzata. Questo deve essere il più possibile conpatibile con le caratteristiche del materiale da depositare per evitare che la loro inconpatibilità produca zone d'ombra.
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo, un articolo ottenibile mediante tale metodo ed una valvola comprendente tale articolo i quali permettano di superare, almeno parzialmente, gli inconvenienti dell'arte nota e siano, nel contenpo, di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione vengono fom iti un metodo, un articolo ottenibile mediante tale metodo ed una valvola secondo quanto licitato nelle rivendicazioni indipendenti che seguono e, preferibilmente, in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalle rivendicazioni indipendenti.
A meno che non sia specificato esplicitamente il contrario, nel presente testo i seguenti termini presentano il significato indicato qui sotto.
Per deposizione selettiva di un materiale su una superficie rispetto ad un altra si intende che il materiale viene depositato in maggioranza, vantaggiosamente in modo completo, su quella superficie .
Per legame selettivo di un primo materiale con un secondo si intende che il primo materiale si lega in maggioranza, vantaggiosamente in modo completo, con il secondo
Il termine "alcossi" " indica un gruppo alchilico legato al silicio attraverso un atomo di ossigeno.
Il termine "idrossi" indica il gruppo -OH.
Il termine "Cx-Cy" indica con un gruppo un minimo di x atomi di carbonio ed un massimo di y atomi di carbonio .
Per angolo di contatto di un materiale si intende l'angolo di contatto di tale materiale in fase solida rispetto all'acqua.
L'invenzione viene di seguito descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi d'attuazione non limitativi, in cui:
- le figura 1-7 illustrano le diverse fasi di realizzazione di una valvola in accordo con la presente invenzione;
- la figura 8 è una fotografia di un substrato trattato selettivamente al plasma;
- le figure 9-12 illustrano diverse fasi di una deposizione selettiva di un organosilano su un substrato polimerico;
- la figura 13 illustra schematicamente un dispositivo per realizzare un rivestimento (coating);
- le figure 14-17 illustrano diverse fasi di trattamento per ottenere un legame tra un silicone e 1'organosilano; e
- le figure 18 e 19 illustrano diverse fasi di funzionamento della valvola della figura 7.
Secondo un primo aspetto della presente invenzione viene fornito un metodo per legare (bonding) un substrato con almeno uno strato di silicone in modo da ottenere un composito; il metodo comprende una prima fase di applicazione, durante la quale un primo strato comprendente almeno un organosilano viene applicato su una prima superficie del substrato; una seconda fase di applicazione, durante la quale un secondo strato comprendente silicone è applicato sul primo strato; 1'organosilano presenta almeno un silicio legato ad almeno un sostituente scelto nel gruppo consistente in: idrossi, alcossi C2-C6.
Secondo alcune forme di attuazione la prima superficie del substrato presenta un angolo di contatto inferiore a 90°, vantaggiosamente inferiore a 80°. Vantaggiosamente, la prima superficie presenta un angolo di contatto superiore a 50°, in particolare superiore a 60°. Si noti che l'angolo di contatto è una misura della idrofilicita-idrofobicità e può essere misurato seguendo la metodologia descritta in [j.C.Berg, Wettability, Marcel Dekker,N.Y.(193)].
È importante sottolineare che 1'organosilano svolge la funzione sostanzialmente di ponte tra substrato e silicone essendo affine al substrato e contemporaneamente essendo in grado di legarsi chimicamente al silicone.
In accordo con alcune forme di attuazione, la prima superficie comprende almeno un materiale polimerico. Vantaggiosamente, il materiale polimerico è un polimero acrilico, in particolare PMMA (polimetilmetacrilato).
Secondo alcune forme di attuazione, 1'organosilano presenta un silicio legato a tre sostituenti scelti, ciascuno indipendentemente dall'altro, nel gruppo consistente in: idrossi, alcossi C2-C6. Vantaggiosamente, 1'organosilano presenta un silicio legato ad almeno un idrossi. Vantaggiosamente, 1'organosilano presenta un silicio legato a tre idrossi.
In particolare, 1'organosilano presenta formula I^SKR<2>^, in cui ciascun R<2>rappresenta, indipendentemente dagli altri R<2>, un idrossi o un alcossi C2-C6. Vantaggiosamente, ciascun R<2>rappresenta un rispettivo idrossi. Vantaggiosamente, R<1>rappresenta un residuo metacrilico.
Secondo alcune forme di attuazione, il silicone presenta la seguente formula:
[R2SiO]n
in cui n è un numero intero maggiore di 1, in particolare maggiore di 4 (vantaggiosamente maggiore di 10), ciascun R è scelto, indipendentemente dagli altri, nel gruppo consistente in: metile, etile, propile. Vantaggiosamente, R è un metile.
Secondo alcune forme di attuazione, è prevista una fase di attivazione, la quale è successiva alla prima fase di applicazione e durante la quale il silicone e 1Organosilano vengono attivati superficialmente mediante un trattamento al plasma.
Secondo alcune favorite forme di attuazione, la differenza fra gli angoli di contatto della prima superficie e dell'organosilano è inferiore a 20°. Vantaggiosamente, la differenza fra gli angoli di contatto della prima superficie e dell'organosilano è inferiore a 10°, in particolare 5°.
Secondo favorite forme di attuazione, durante la prima fase di applicazione, il primo strato viene applicato mediante evaporazione e successiva condensazione dellOrganosilano o nebulizzazione (vantaggiosamente evaporazione)
Secondo altre forme di attuazione, il primo strato viene applicato mediante dispensing, dip o spin coating, printing e successivo essiccamento.
Secondo alcune forme di attuazione, è prevista una fase di trattamento superficiale, la quale è precedente alla prima fase di applicazione e durante la quale almeno una tra la prima ed una seconda superficie del substrato viene trattata in modo che la prima superficie presenti un angolo di contatto maggiore di un angolo di contatto della seconda superficie. Durante la prima fase di applicazione, l'organosilano si deposita in modo selettivo sulla seconda superficie del substrato.
Secondo favorite forme di attuazione, dopo la fase di trattamento superficiale, la differenza tra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è almeno 30°, vantaggiosamente almeno 37°, in particolare almeno 45°. Particolarmente vantaggiose sono le forme di attuazione, in cui la differenza tra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è almeno 50°.
Vantaggiosamente la differenza fra gli angoli di contatto della seconda superficie e dell'organosilano è maggiore di 30°.
Preferibilmente, durante la fase di trattamento superficiale, una tra la prima e la seconda superficie del substrato viene trattata in modo da presentare una rugosità differente dalla rugosità dell'altra superficie. In particolare, durante la fase di trattamento superficiale una tra la prima e la seconda superficie viene sottoposta ad un trattamento al plasma.
In considerazione di quanto sopraesposto si noti che, durante la seconda fase di applicazione il silicone si lega selettivamente all'organosilano.
In accordo con alcune forme di attuazione, il substrato comprende una seconda superficie, il cui angolo di contatto è inferiore a quello della prima superficie. Il substrato comprende almeno due canali, ciascuno dei quali presenta una rispettiva apertura superficiale; le aperture superficiali sono disposte una accanto all'altra in corrispondenza della seconda superficie. La prima superficie si estende attorno alla seconda superficie. Durante la seconda fase di applicazione, il secondo strato viene disposto al disopra della seconda superficie del substrato in modo che una zona perimetrale del secondo strato disposta sopra al primo strato si leghi al primo strato stesso; il secondo strato presenta una zona centrale deformabile.
È importante notare che il metodo sopra descritto permette di collegare in modo sostanzialmente stabile uno strato di silicone ad un substrato di un materiale anche notevolmente differente e scarsamente compatibile con il silicone.
Secondo un'ulteriore aspetto della presente invenzione, viene realizzato un articolo ottenuto o ottenibile mediante il metodo sopradescritto. Un particolare esempio dell'articolo sopra descritto è illustrato nella figura 7 allegata.
Secondo un'ulteriore aspetto della presente invenzione, viene realizzata una valvola comprendente un articolo come sopra descritto ed un attuatore (ad esempio pneumatico o piezoelettrico) disposto da banda opposta del secondo strato rispetto alle citate aperture superficiali per deformare la zona centrale del secondo strato e, quindi, mettere in comunicazione e mantenere isolati i due canali.
Secondo un quarto aspetto della presente invenzione, viene fornito un metodo per la deposizione selettiva di un materiale su un substrato; il metodo comprende una prima fase di applicazione, durante la quale il materiale viene depositato selettivamente su una prima superficie del substrato rispetto ad una seconda superficie del substrato in modo da ottenere un primo strato. La prima superficie presenta un angolo di contatto differente dalla seconda superficie,· durante la prima fase di applicazione il materiale viene applicato mediante evaporazione e successiva condensazione sul substrato .
Laddove il materiale sia un organosilano insaturo (ad esempio un metacrilato), il materiale stesso tende a polimerizzare aumentando il proprio angolo di contatto.
Secondo favorite forme di attuazione, la differenza tra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è almeno 30°, vantaggiosamente almeno 37°, in particolare almeno 45°. Particolarmente vantaggiose sono le forme di attuazione, in cui la differenza tra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è almeno 50°.
Vantaggiosamente , la differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della prima superficie è inferiore alla differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della seconda superficie, in particolare la differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della seconda superficie è maggiore di 30°.
Secondo alcune favorite forme di attuazione, la differenza fra gli angoli di contatto della prima superficie e dell'organosilano è inferiore a 20°. Vantaggiosamente, la differenza fra gli angoli di contatto della prima superficie e dell'organosilano è inferiore a 10°, in particolare 5°.
Secondo alcune forme di attuazione, è prevista una fase di trattamento superficiale, la quale è precedente alla prima fase di applicazione e durante la quale una tra la prima e la seconda superficie del substrato viene trattata in modo da presentare un angolo di contatto differente da un angolo di contatto dell'altra superficie. In particolare, durante la fase di trattamento superficiale, una tra la prima e la seconda superficie del substrato viene trattata in modo da presentare una rugosità differente dalla rugosità dell'altra superficie.
Secondo alcune forme di attuazione, durante la fase di trattamento superficiale una tra la prima e la seconda superficie viene sottoposta ad un trattamento al plasma.
vantaggiosamente, la seconda superficie viene trattata in modo da presentare 1'angolo di contatto inferiore all'angolo di contatto della prima superficie.
In accordo con alcune forme di attuazione, è prevista una seconda fase di applicazione definita come per il primo aspetto della presente invenzione.
Secondo con alcune forme di attuazione, il citato materiale comprende un organosilano definito come per il primo aspetto della presente invenzione.
In accordo con alcune forme di attuazione, il substrato è definito come per il primo aspetto della presente invenzione.
Il metodo sopradescritto permette la deposizione selettiva del materiale su substrato in modo semplice ed economico. In particolare, si sottolinea che non vi è la necessità di maschere che possono limitare la qualità della deposizione a causa dell'effetto ombra. Il metodo senza maschera rende il processo più rapido ammettendo una eliminazione di alcune operazioni.
Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, viene realizzato un articolo ottenuto o ottenibile mediante il metodo sopradescritto. Un particolare esempio dell'articolo sopra descritto è illustrato nella figura 7 allegata.
Secondo alcune forme di attuazione, l'articolo comprende un secondo strato il quale è legato al primo strato. Il substrato comprende almeno due canali, ciascuno dei quali presenta una rispettiva apertura superficiale,- le aperture superficiali sono disposte una accanto all'altra in corrispondenza della seconda superficie. Il primo strato si estende attorno alla seconda superficie; il secondo strato è disposto al disopra della seconda superficie in modo da presentare una zona perimetrale legata al primo strato. Il secondo strato presenta una zona centrale deformabile .
Secondo un'ulteriore aspetto della presente invenzione, viene realizzata una valvola comprendente un articolo come sopra descritto ed un attuatore pneumatico disposto da banda opposta del secondo strato rispetto alle dette aperture superficiali per deformare la zona centrale della seconda superficie e, quindi, mettere in comunicazione e mantenere isolati i due canali.
La presente invenzione può anche essere utilizzata per applicazioni che prevedono di modificare superiici per evitare l'adesione cellulare [Microchemostat - microbial continuous culture in a polymer-based, instrumented microbioreactor Zhang, Z. ; Bocazzi, P. ; Choi, H. G. ; Perozziello, Gerardo ; Sinskey, A. J. ; Jensen, K. F. LAB ON A CHIP (ISSN: ) , voi: 6, issue: 7, pages: 906-913, 2006] [S. Patel et al. / Biomaterials 27 (2006) 2890-2897] o per applicazioni che prevedono l'adesione selettiva substrato, ovvero solo in regioni specifiche. Uno dei più importanti vantaggi che deriva dall'applicazione di tale metodo risiede nella possibilità di poter evitare gli inconvenienti relativi al materiale con il quale è realizzata nei processi tradizionali la maschera (i.e. PDMS) [P Kiml, D HKim2, BKim3, S KChoi4, S H Lee4,AKhademhosseiniS, R LangerS and K Y Suhl,6 Nanotechnology 16 (2005) 2420-2426].
Ulteriori caratteristiche della presente invenzione risulteranno dalla descrizione che segue di esempi meramente illustrativi e non limitativi.
Esempio 1
Questo esempio descrive la realizzazione di un elemento valvolare V (figura 7).
Un elemento 1 di PMMA (polimetilmetracrilato) (spessore Imm, larghezza 70mm, altezza 70mra) è stato fresato in modo da ottenere dei canali 2 (diametro circa 200μτη) (figura 2) e quindi sovrapposto ed incollato ad un ulteriore elemento 3 di PMMA (spessore lmm, larghezza 70mm, altezza 70mm) in modo da ottenere un substrato 4. L'incollaggio è stato realizzato seguendo la metodologia descritta in Lab Chip, 2006, 6, 66-73.
Una maschera siliconica 5 (spessore 1,5 mm) e una in acciaio 6 (spessore 2 mm) sono stati sovrapposti al substrato 4 in PMMA in modo da lasciare non protetto un cerchio 7 (diametro 4 mm) ed ottenere un composito 8 (figure 3 e 9). Il composito 8 è stato inserito all'interno di un reattore al plasma (Gambetti Plasma, Modello Tucano) modificato in modo che uno dei due elettrodi fosse il composito 8 (in particolare la maschera in acciaio 6). Il composito 8 è stato trattato (come esemplificato nella figura 10) utilizzando i parametri riportati nella tabella 1.
Tabella 1
Parametri di erosione al plasma
Potenza, W 140 Voltaggio, v 240 Pressione, mbar 0, 8-0,9 Teitqpo, sec_ 280
A questo punto, le maschere siliconica 5 ed in acciaio 6 sono state rimosse (figura 11) in modo da ottenere un substrato 4'.
Al termine di tale operazione, a causa dell'incrementata rugosità dovuta al trattamento al plasma, una superficie del substrato 4' assume un colore opaco (figure 11 e 8). Tale superficie ha aumentate caratteristiche idrofiliche ed infatti la goccia di acqua si espande completamente sulla superficie trattata. Nella figura 11, la zona con più elevata idrofilicità è indicata con una L, le zone con maggiore idrofobicità sono indicate con una B.
A questo punto, le zone B sono state selettivamente rivestite con un strato 9 (di un spessore di circa 1 μιη) di 3-(triidrossisililpropil)metacrilato (figure 12 e 4) [il 3-(triidrossisililpropil)metacrilato è stato prodotto come illustrato nell'esempio 2].
In figura 13 è riportato il setup utilizzato per realizzare il rivestimento (coating). Due piastre petri 10 e 11 {petri dishes) di dimensioni rispettivamente 20 e 10 cm ed altezza di 2 cm sono state poste su di una piastra riscaldante. Nella piastra petri 10 è stata versata paraffina 12 per garantire uniformità della temperatura mentre nella piastra petri 11 interna è contenuto il 3-(triidrossisililpropil)metacrilato. Il livello della paraffina 12 deve assicurare che la piastra petri 11 sia uniformemente immersa. L'altezza di 3-(triidrossisililpropil)metacrilato all'interno della piastra petri 11 era di 5 mm.
La piastra petri 11 è stata allontanata dalla sorgente termica T mediante distanziatori 13. Una sonda per la temperatura è stata utilizzata per monitorare la temperatura all'interno della camera di saturazione. È stata mantenuta una temperatura di circa 60°C. Il substrato 4' è stato fissato mediante viti ad un coperchio 14 della piastra petri 10 ed esposto per 15 minuti al vapore di 3-(triidrossisililpropil)metacrilato . La sorgente termica T manteneva una temperatura sostanzialmente omogenea su tutta la propria superficie superiore.
Un composito 8' (figura 4) così ottenuto ed una membrana S di PDMS polidimetilsilossano (PDMS) (figura 5) sono stati trattati in un reattore al plasma (Gambetti Plasma, Modello Tucano) utilizzando i parametri riportati in tabella 2 in miscela di 02/N2.
_ Tabella 2_
Attivazione al plasma
Potenza, W 40
voltaggio, V 360 Pressione, mbar 0,3-0,4 Tempo, sec_ 35
Il trattamento al plasma è illustrato nelle figure 14-16: nella figura 14 viene illustrata una porzione del composito 8'; la figura 15 illustra il trattamento al plasma della porzione della figura 15; la figura 16 illustra il trattamento al plasma della membrana S.
La membrana S è stata quindi sovrapposta al composito 8' ed una corona circolare 15 è stata premuta sulla membrana S (forza applicata 5-6 Kg, tempo 1 ora, temperatura 60°C) in modo da mantenere una zona perimetrale della membrana S stessa in contatto con lo strato 9 di 3-(triidrossisililpropil) metacrilato (figura 6). Si sono creati in questo modo dei legami chimici sostanzialmente irreversibili tra la membrana S ed il 3- (triidrossisililpropil)metacrilato 9 (figura 17). Si noti che la membrana S è stata posizionata al disopra di aperture 2' dei canali 2 e che comprende una zona centrale deformabile.
Esempio 2
In questo esempio viene descritta la preparazione di 3-(triidrossisililpropil)metacrilato.
3-(trimetossisililpropil)metacrilato (TMSPM-Fluka Italia) è stato idrolizzato con acqua distillata (rapporto molare 1:1) lasciandolo in agitazione all'interno di un contenitore posto su di una piastra magnetica. La reazione di idrolisi è condotta a temperatura ambiente per due ore e durante tale idrolisi i gruppi -0CH3sono sostituiti da gruppi ossidrili secondo la reazione:
RSi(0CH3)3+3H20—> RSi(0H)3+3CH30H (veloce) RSi(0H)3→ R(SÌ)2(0H)40R-> R(Si)3(OH)5(OR)2(lenta) Esempio 3
In questo esempio viene descritto il funzionamento di una valvola (figure 18 e 19).
La valvola comprende un attuatore pneumatico (di per sé noto e non illustrato) disposto da banda opposta della membrana S rispetto alle aperture 2'. In uso, quando 1'attuatore impone una depressione sulla membrana S, la membrana S si allontana dal substrato 8' e mette in comunicazione i canali 2 (figura 18); quando l'attuatore impone una compressione sulla membrana S, la membrana S si avvicina al substrato 8' e chiude le aperture 2 (figura 19).

Claims (1)

  1. R I V E N D I C A Z IO N I 1.- Metodo per legare (bonding) un substrato (4) con almeno uno strato di silicone (S) in modo da ottenere un composito (V); il metodo è caratterizzato dal fatto di comprendere una prima fase di applicazione, durante la quale un primo strato (9) comprendente almeno un organosilano viene applicato su almeno una prima superficie del substrato (4),-una seconda fase di applicazione, durante la quale un secondo strato (S) comprendente silicone è applicato sul primo strato (9); 1'organosilano presenta almeno un silicio legato ad almeno un sostituente scelto nel gruppo consistente in: idrossi, alcossi C2-C6. 2.- Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la prima superficie del substrato (4) presenta un angolo di contatto inferiore a 90°. 3.- Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la prima superficie comprende almeno un materiale polimerico. 4.- Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui il materiale polimerico è un polimero acrilico. 5.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui 1'organosilano presenta un silicio legato a tre sostituenti scelti, ciascuno indipendentemente dall'altro, nel gruppo consistente in: idrossi, alcossi C2-C6. 6.- Metodo secondo una delle rivendicaizioni precedenti, in cui l'organosilano presenta un silicio legato ad almeno un idrossi. 7.- Metodo secondo la rivendicaizone 6, in cui l'organosilano presenta un silicio legato a tre idrossi . 8.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il silicone presenta la seguente formula : [R2SiO]n in cui n è un numero intero maggiore di 4, ciascun R è scelto, indipendentemente dagli altri, nel gruppo consistente in: metile, etile, propile. 9.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente una fase di attivazione, la quale è successiva alla prima fase di applicazione e durante la quale il silicone e l'organosilano vengono attivati superficialmente mediante un trattamento al plasma. 10.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la differenza fra gli angoli di contatto della prima superficie e dell'organosilano è inferiore a 20°. 11.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui, durante la prima fase di applicazione, il primo strato (9) viene applicato mediante evaporazione e successiva condensazione de11'organosilano o nebulizzazione. 12.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente una fase di trattamento superficiale, la quale è precedente alla prima fase di applicazione e durante la quale almeno una tra la prima ed una seconda superficie del substrato (4) viene trattata in modo che la prima superficie presenti un angolo di contatto maggiore di un angolo di contatto della seconda superficie; durante la prima fase di applicazione, 1'organosilano si deposita in modo selettivo sulla seconda superficie. 13.- Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui, dopo la fase di trattamento superficiale, la differenza tra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è almeno 30°. 14.- Metodo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui, durante la fase di trattamento superficiale, una tra la prima e la seconda superficie del substrato (4) viene trattata in modo da presentare una rugosità differente dalla rugosità dell'altra superficie. 15.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui, durante la fase di trattamento superficiale una tra la prima e la seconda superficie viene sottoposta ad un trattamento al plasma. 16.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui durante la seconda fase di applicazione il silicone si lega selettivamente con il secondo strato. 17.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il substrato (4) comprende una seconda superficie, il cui angolo di contatto è inferiore a quello della prima superficie; il substrato comprende almeno due canali (2), ciascuno dei quali presenta una rispettiva apertura (2') superficiale; le aperture superficiali (2') sono disposte una accanto all'altra in corrispondenza della seconda superficie; la prima superficie si estende attorno alla seconda superficie; durante la seconda fase di applicazione, il secondo strato (S) viene disposto al disopra della seconda superficie del substrato in modo che una zona perimetrale del detto secondo strato disposta sopra al primo strato (9) si leghi al primo strato (9) stesso,· il secondo strato presenta una zona centrale deformabile. 18.- Articolo ottenuto secondo il metodo di una delle rivendicazioni da 1 a 17. 19.- Articolo ottenibile secondo il metodo di una delle rivendicazioni da 1 a 17. 20.- Articolo ottenibile secondo il metodo della rivendicazione 17. 21.- Valvola comprendente un articolo secondo la rivendicazione 20 ed un attuatore disposto da banda opposta del secondo strato (S) rispetto alle dette aperture (2') superficiali per deformare la zona centrale del secondo strato e, quindi, mettere in comunicazione o mantenere isolati i due canali (2). 22.- Metodo per la deposizione selettiva di un materiale su un substrato (4'); il metodo comprende una prima fase di applicazione, durante la quale il materiale viene depositato selettivamente su almeno una prima superficie del substrato (4') rispetto ad una seconda superficie del substrato (4') in modo da ottenere un primo strato (9); il metodo è caratterizzato dal fatto che la prima superficie presenta un angolo di contatto differente dalla seconda superficie. 23.- Metodo secondo la rivendicazione 22, in cui durante la prima fase di applicazione il materiale viene applicato mediante evaporazione e successiva condensazione sul substrato (4). 24.- Metodo secondo la rivendicazione 22, in cui durante la prima fase di applicazione il materiale viene applicato mediante nebulizzazione e successiva deposizione sul substrato (4). 25.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 24, in cui la differenza fra gli angoli di contatto della prima e della seconda superficie è di almeno 30°. 26.- Metodo secondo la rivendicazione 22 o 25, in cui la differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della prima superficie è inferiore alla differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della seconda superficie. 27.- Metodo secondo la rivendicazione 26, in cui la differenza fra gli angoli di contatto del materiale e della prima superficie è inferiore a 20°. 28.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 27, e comprendente una fase di trattamento superficiale, la quale è precedente alla prima fase di applicazione e durante la quale una tra la prima e la seconda superficie del substrato (4; 4') viene trattata in modo da presentare un angolo di contatto differente da un angolo di contatto dell'altra superficie . 29.- Metodo secondo la rivendicazione 28, in cui, durante la fase di trattamento superficiale, una tra la prima e la seconda superficie del substrato viene trattata in modo da presentare una rugosità differente dalla rugosità dell'altra superficie. 30.- Metodo secondo la rivendicazione 28 o 29, in cui, durante la fase di trattamento superficiale una tra la prima e la seconda superficie viene sottoposta ad un trattamento al plasma. 31.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 28 a 30, in cui la seconda superficie viene trattata in modo da presentare l'angolo di contatto inferiore all'angolo di contatto della prima superficie. 32.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 31, e conprendente una seconda fase di applicazione definita in accordo con una delle rivendicazioni da 1 a 17. 33.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 32, in cui il detto materiale comprende un organosilano definito in accordo con una delle rivendicazioni 1 e da 5 a 7. 34.- Metodo secondo una delle rivendicazioni da 22 a 33, in cui il detto substrato (4; 4') è definito in accordo con una delle rivendicazioni da 1 a 4, 17. 35.- Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente una terza fase di applicazione durante la quale viene applicato uno strato di PEG mediante evaporazione o nebulizzazione con successiva condensazione. 36.- Articolo ottenibile, secondo il metodo di una delle rivendicazioni da 22 a 35. 37.- Articolo ottenibile, secondo il metodo di una delle rivendicazioni da 22 a 35, e comprendente un secondo strato (S) il quale è legato al primo strato (9); il substrato (4') comprende almeno due canali (2), ciascuno dei quali presenta una rispettiva apertura (2<f>) superficiale; le aperture (2') superficiali sono disposte una accanto all'altra in corrispondenza della seconda superficie,· il primo strato (9) si estende attorno alla seconda superficie; il secondo strato (S) è disposto al disopra della seconda superficie del substrato in modo da presentare una zona perimetrale legata al primo strato,· il secondo strato presenta una zona centrale deformabile. 38.- Valvola comprendente un articolo secondo la rivendicazione 37 ed un attuatore disposto da banda opposta del secondo strato (S) rispetto alle dette aperture (2') superficiali per deformare la zona centrale del secondo strato e, quindi, mettere in comunicazione o mantenere isolati i due canali (2).
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITBO20040420A1 (it) 2004-07-07 2004-10-07 Type S R L Macchina per taglio e formatura di piattine metalliche
ITBO20050481A1 (it) * 2005-07-19 2007-01-20 Silicon Biosystems S R L Metodo ed apparato per la manipolazione e/o l'individuazione di particelle
ITBO20050646A1 (it) 2005-10-26 2007-04-27 Silicon Biosystem S R L Metodo ed apparato per la caratterizzazione ed il conteggio di particelle
ITTO20060226A1 (it) 2006-03-27 2007-09-28 Silicon Biosystem S P A Metodo ed apparato per il processamento e o l'analisi e o la selezione di particelle, in particolare particelle biologiche
ITBO20070588A1 (it) 2007-08-13 2009-02-14 Silicon Biosystems Spa Metodo per legare uno strato di silicone ad un substrato di polimero metacrilico
ITTO20070771A1 (it) 2007-10-29 2009-04-30 Silicon Biosystems Spa Metodo e apparato per la identificazione e manipolazione di particelle
IT1391619B1 (it) 2008-11-04 2012-01-11 Silicon Biosystems Spa Metodo per l'individuazione, selezione e analisi di cellule tumorali
US10895575B2 (en) 2008-11-04 2021-01-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells
SG174459A1 (en) 2009-03-17 2011-10-28 Silicon Biosystems Spa Microfluidic device for isolation of cells
IT1403518B1 (it) 2010-12-22 2013-10-31 Silicon Biosystems Spa Dispositivo microfluidico per la manipolazione di particelle
JP5545255B2 (ja) * 2011-03-31 2014-07-09 株式会社島津製作所 マイクロチップ及びその製造方法
ITTO20110990A1 (it) 2011-10-28 2013-04-29 Silicon Biosystems Spa Metodo ed apparato per l'analisi ottica di particelle a basse temperature
ITBO20110766A1 (it) 2011-12-28 2013-06-29 Silicon Biosystems Spa Dispositivi, apparato, kit e metodo per il trattamento di un campione biologico

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3312587A (en) * 1964-05-18 1967-04-04 Dow Corning Stable silicone rubber interlayers for glass
US5378535A (en) * 1992-07-29 1995-01-03 Pilkington Aerospace, Inc. Primer system for silicone elastomers
US5488957A (en) * 1994-11-21 1996-02-06 General Electric Company System and method for promoting adhesion between lens and matching layer of ultrasonic transducer
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
DE69709377T2 (de) 1996-09-04 2002-08-14 Scandinavian Micro Biodevices Mikrofliesssystem für die teilchenanalyse und trennung
EP1179585B1 (en) 1997-12-24 2008-07-09 Cepheid Device and method for lysis
US6830729B1 (en) 1998-05-18 2004-12-14 University Of Washington Sample analysis instrument
IT1309430B1 (it) 1999-05-18 2002-01-23 Guerrieri Roberto Metodo ed apparato per la manipolazione di particelle per mezzo delladielettroforesi
US6577802B1 (en) * 2000-07-13 2003-06-10 Corning Incorporated Application of silane-enhanced adhesion promoters for optical fibers and fiber ribbons
US6743516B2 (en) * 2000-09-29 2004-06-01 Guardian Industries Corporation Highly durable hydrophobic coatings and methods
US20030073110A1 (en) 2001-07-03 2003-04-17 Masaharu Aritomi Method for isolating nucleic acid and a cartridge for chemical reaction and for nucleic acid isolation
US8168139B2 (en) 2002-06-24 2012-05-01 Fluidigm Corporation Recirculating fluidic network and methods for using the same
WO2004061085A2 (en) 2002-12-30 2004-07-22 The Regents Of The University Of California Methods and apparatus for pathogen detection and analysis
US7476360B2 (en) 2003-12-09 2009-01-13 Genefluidics, Inc. Cartridge for use with electrochemical sensor
US20060014083A1 (en) * 2004-03-01 2006-01-19 University Of Washington Methods and systems for fabricating electronic and/or microfluidic structures on elastomeric substrates
JP2005257283A (ja) 2004-03-09 2005-09-22 Fluidware Technologies Kk マイクロチップ
US7695775B2 (en) * 2004-06-04 2010-04-13 Applied Microstructures, Inc. Controlled vapor deposition of biocompatible coatings over surface-treated substrates
US20060177815A1 (en) 2004-11-29 2006-08-10 The Regents Of The University Of California Dielectrophoretic particle sorter
ITBO20050481A1 (it) 2005-07-19 2007-01-20 Silicon Biosystems S R L Metodo ed apparato per la manipolazione e/o l'individuazione di particelle
JP2009507193A (ja) 2005-09-02 2009-02-19 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 流体装置におけるバルブの機械的作動に対する方法及び装置
ITBO20050643A1 (it) 2005-10-24 2007-04-25 Si Bio S R L Metodo ed apparato per la manipolazione di particelle in soluzioni conduttive
KR20070052958A (ko) * 2005-11-18 2007-05-23 주식회사 엘지생명과학 On-chip 폴리머 밸브를 가진 PCR용 플라스틱 칩
GR1006447B (el) * 2006-09-15 2009-06-19 Εθνικο Κεντρο Ερευνας Φυσικων Επιστημων (Εκεφε) "Δημοκριτος" Μεθοδος συγκολλησης
ITBO20070588A1 (it) 2007-08-13 2009-02-14 Silicon Biosystems Spa Metodo per legare uno strato di silicone ad un substrato di polimero metacrilico

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