[發明專利]一種檢測油和油脂的離心式微流控芯片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210285448.3
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN102784673A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 沙俊;王曉東;聶富強
• 申請（專利權）人: 蘇州汶顥芯片科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N21/01;G01N21/35
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技術領域

本發明涉及一種檢測油和油脂的微流控芯片及其制備方法，該芯片是圓片狀離心式微流控芯片，通過微加工技術在表面制備微結構和微通道，在離心機旋轉產生的離心力驅動下，實現待測樣品與萃取劑的混合、萃取和分離過程，用紅外光譜儀定量或定性檢測出芯片上樣品中油和油脂的含量，主要應用于環境保護和水質檢測等相關領域。

背景技術

工業生產中常常發生嚴重的“泄露”事故，泄露物質中最為常見的是碳氫化合物，如石油產品，泄露物雖然通常毒性不大，但在不恰當的區域發生大量泄露，就會引起污染，導致泄露區域的生物鏈發生好氧/厭氧紊亂，也會對地下水造成污染，威脅和危害到人們的健康。因此，快速檢測油和油脂在環境保護和水質檢測方面具有十分重要的意義。

國標分析方法和美國公共衛生協會規定對石油類物質的分析檢測方法根據樣品濃度的不同，有紅外分光光度法、重量法、非分散紅外分光光度法，其中紅外分光光度法是最為常用的一種分析檢測方法，也是國家環保局確定的油類物質測定的標準方法。石油類物質由于CH₂、CH₃、CH的碳氫鍵振動，在特定波數有特征吸收，據此可用紅外分光光度法測定樣品在特定波數處的吸收進行定量檢測，用紅外分光光度法測定石油類物質靈敏度高，測定結果準確，方法線性好，但這種方法存在樣品用量大，樣品前處理復雜，成本較高的缺點，而且樣品分離過程和檢測是分開獨立進行的，易引起樣品損失和污染，不適合現場快速檢測，也不符合微全分析系統發展的方向。

因此，迫切需要發展一種快速、高效、便捷、低成本、自動化、集樣品預處理和檢測一體的新型油和油脂檢測方法。近年來，微流控芯片作為一種新型的分析平臺，具有微型化、自動化、集成化、便捷和快速等優點，已經在環境檢測相關領域獲得了廣泛的應用。然而，采用圓片狀芯片，利用微加工技術在其表面制備微結構和微通道用于分析，依靠離心力驅動樣品微流體，同時完成多個樣品檢測的離心式微流控芯片分析技術，目前在油和油脂的快速檢測相關應用領域尚未有實質性的突破。

發明內容

本發明的目的是提供一種檢測油和油脂的離心式微流控芯片及其制備方法，其特征在于該芯片是圓片狀帶微結構和微通道的離心式微流控芯片，由多層刻有微米級別的微結構和微通道的芯片、用作光學視窗的特富龍薄膜和雙層粘性薄膜封合而成，以離心力作為樣品微流體的驅動力，完成樣品與萃取劑的混合、萃取和分離過程，以紅外光譜儀為檢測裝置，定量或定性地檢測出芯片上樣品中油和油脂的含量。微結構和微通道通過微加工技術制備，包括微樣品池、萃取池、檢測池、微閥、微通道、微槽和微孔。離心機的旋轉平臺專為圓片狀樣品設計的，中心以吸盤、卡槽或螺絲-螺母固定圓片狀離心式微流控芯片。

為實現上述目的，本發明采用以下操作步驟：

1.用計算機輔助設計軟件設計和繪制離心式微流控芯片中各層芯片的微結構和微通道圖形；

2.通過微加工技術在各層微流控芯片基材表面加工制備所需的微結構和微通道，包括微樣品池、萃取池、檢測池、微閥、微通道、微槽和微孔；

3.將待測樣品放入萃取池；

4.利用雙層粘性薄膜，將各層離心式微流控芯片進行對齊、粘合、加壓封合，組成離心式微流控芯片；

5、芯片封合后，在萃取池內加入萃取劑；

6.啟動離心機，待測樣品和萃取劑在離心力作用下混合、萃取和分離；

7.樣品處理好后，在紅外光譜儀上檢測萃取溶液，獲得油和油脂的含量。

本發明中，檢測油和油脂的離心式微流控芯片的檢測樣品可以是水體樣品、也可是土壤樣品。

本發明中，檢測油和油脂的離心式微流控芯片的芯片基材可以是PMMA、PC、PVC、COC、硅片、玻璃、銅、鋁、不銹鋼圓片，也可是市售的各類CD光盤。

本發明中，檢測油和油脂的離心式微流控芯片的微結構和微通道可以通過數控銑刻、激光刻蝕、LIGA技術、模塑法、熱壓法、化學腐蝕制備，也可用軟刻蝕技術制備。

本發明中，檢測油和油脂的離心式微流控芯片的各層芯片之間用雙層粘性薄膜封合，雙層粘性薄膜可以是力致雙層粘性薄膜，也可是普通雙面膠薄膜。

本發明中，檢測油和油脂的離心式微流控芯片的萃取池與檢測池之間連接微通道的寬度和深度均為380μm，置入外徑375μm的石英毛細管作為微閥，石英毛細管的內徑可以是25、50、75、100μm，也可以是150μm。