[發明專利]一種離心式微流控水質檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201210088733.6
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102645413A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 楊明;席永清;楊昌斌
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明屬水質檢測技術領域，特別是涉及一種離心式微流控水質檢測裝置及方法。

背景技術

隨著現代工業的快速發展，各種污染事件層出不窮，污染現象越來越嚴重，環境污染問題的頻頻出現，環境監測的含義不斷擴大，逐步由工業污染源監測發展到大環境的監測，即監測的對象不僅僅是污染物、污染因子，還延伸到環境行為，如環境生物、生態監測等。

環境樣品的監測包括對環境樣品，如土壤、水體、大氣，以及固體廢棄物、電子垃圾、生物等等的前處理和檢測技術。環境樣品中水質檢測具有樣品數量大、需重復操作等特點，水質檢測的方法主要有傳統的化學方法和現代儀器分析檢測。現代生活生產中要求快速地提供污染物的定性定量分析，對檢測技術也提出更高的要求，現場、快速、便攜、低成本的水質樣品分析預處理和檢測技術已成為當今水質檢測的熱點。

近年來，分析儀器的微型化已經成為一個重要的研究方向，微流控技術的發展也因此得到廣泛重視。微流控(microfluidics)技術是一種結合樣品前處理和檢測手段的新興分析技術，是目前迅速發展的高新技術和多學科交叉科技前沿領域之一，是生命科學、化學科學與信息科學信號檢測和處理方法研究的重要技術平臺。

離心式微流控系統是以微機電加工技術為依托，將化學分析的采樣、預處理、衍化、混合及檢測等過程中涉及的閥、流動管道、混合反應器、加熱器、分離裝置、檢測器等部件微型化，集成到CD形狀的芯片上，以離心力為液流驅動力，實現對液流檢測分析的微流控體系。

離心系統能夠完成很多操作，例如混合、色譜分離、精確體積的分離和沉淀等。除此之外，透明塑料CD可以制造較大體積的樣品室，易于實現吸收或熒光檢測。近年來，離心式微流控CD系統以其高通量、高集成化、多重平行分析、便攜、易操作、成本低等優點獲得了快速發展，在生物醫學、藥物篩選、衛生檢疫、環境檢測等領域展示了良好的應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種離心式微流控水質檢測裝置及方法，用于檢測水質樣品中的硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫化物、總氯、農藥、重金屬六價鉻、鈷、銅、銀、鉀等，所解決的關鍵技術問題是在離心式微流控芯片上實現水質的多個樣品同時檢測。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種離心式微流控水質檢測裝置，包括樣品池、檢測池、離心式微流控芯片，所述的樣品池與檢測池之間通過連接通道相連，所述的連接通道內粘貼毛細管，所述的樣品池、檢測池分別設有通氣口；所述的離心式微流控芯片從上到下依次為DVD層A、CD層、DVD層B，所述的DVD層A與CD層之間、CD層與DVD層B之間分別通過雙面粘膠薄膜A和雙面粘膠薄膜B封合。

所述的連接通道寬度為1mm，所述的毛細管內徑為75μm，采用石英材料制成。

所述的雙面粘膠薄膜A、雙面粘膠薄膜B厚度均為100μm。

所述的DVD層A、CD層、DVD層B均為未涂層的空白光盤，直徑均為120mm，DVD層A、DVD層B厚度為0.6mm，CD層厚度為1.2mm。

一種離心式微流控水質檢測方法，包括下列步驟：

(1)使用計算機軟件SolidWorks、Adobe?Illustrator設計離心式微流控芯片的DVD層A、CD層、DVD層B、雙面粘膠薄膜A、雙面粘膠薄膜B的結構圖形；

(2)使用微加工技術加工離心式微流控水質檢測裝置，刮去機械加工殘留的毛刺、碎屑，使用刻字機加工雙面粘膠薄膜A、雙面粘膠薄膜B；

(3)將離心式微流控芯片的DVD層A與CD層之間、CD層與DVD層B之間分別通過雙面粘膠薄膜A、雙面粘膠薄膜B封合，并采用冷壓技術壓緊，固體試劑在DVD層B封合前稱量并放入樣品池或放入樣品池、檢測池；

(4)將標準溶液和待測水樣加入各樣品處理單元，并在離心機上與試劑混合、反應、分離；

(5)在分光光度計上測定吸光度，并計算結果。

所述的步驟2中，微加工技術為計算機數控。

所述的步驟3中，固體試劑為3或6或3或3。

所述的步驟4中，試劑與標準溶液混合時離心機轉速為150轉/分，溶液分離時離心機轉速為700轉/分。

有益效果

本發明在離心式微流控芯片上實現水質的多個樣品同時檢測，減少了試劑與樣品量的消耗，降低了檢測成本，加快了水質樣品處理和檢測的速度，具有便攜、經濟、快速的特點。

附圖說明