[發(fā)明專利]基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410167748.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN103940939A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張思祥;張旭;周圍;楊新穎;侯曉瑋;李海;古立鎖;張文強(qiáng);高涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N30/88
• 分類號(hào): G01N30/88
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟(jì)群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種惡臭氣體檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

惡臭污染是空氣污染中一種特殊的污染，它對(duì)人體的嗅覺器官產(chǎn)生刺激，并對(duì)人的心理產(chǎn)生影響。惡臭氣體是所有有異味的氣體的總稱，關(guān)于惡臭氣體的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義為(GB14554-93)：一切刺激嗅覺器官引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)。高濃度惡臭污染甚至?xí){人類生命健康，因此加強(qiáng)對(duì)大氣中惡臭氣體檢測(cè)關(guān)系著人民的身體健康，同時(shí)也是監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的一項(xiàng)有效措施。

眾所周知，氣相法應(yīng)用廣泛，其分離原理就是利用可分離的諸組分在流動(dòng)相(載氣)和固定相兩相間的分配有差異(即有不同的分配系數(shù)、吸附系數(shù)或滲透系數(shù))完成各樣品組分的分離，當(dāng)兩相做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這些組分在兩相間的分配反復(fù)進(jìn)行，從幾千次到數(shù)百萬次，即使組分的分配系數(shù)只有微小的差異，隨著流動(dòng)相的移動(dòng)可以有明顯的差距，最后使這些組分得到分離。目前傳統(tǒng)的儀器分離系統(tǒng)通常使用毛細(xì)色譜柱，柱長(zhǎng)一般在20-50m范圍之內(nèi)，使得分離系統(tǒng)部分尺寸過大，為保證所需溫度，加熱裝置尺寸也很大，最終儀器尺寸偏大，具有功耗高、難以實(shí)現(xiàn)在線或便攜形式等缺點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)便攜化的目標(biāo)，檢測(cè)裝置的進(jìn)一步微型化、集成化勢(shì)在必行。

微流控分析系統(tǒng)通過在微米級(jí)通道與結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)微型化，具有高效率、低能耗、高通量、易集成等優(yōu)點(diǎn)。隨著對(duì)微流控芯片應(yīng)用研究的不斷深入，微流控芯片的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前其應(yīng)用主要集中在藥物分析與篩選及疾病檢測(cè)、人類基因組計(jì)劃等生物醫(yī)藥領(lǐng)域，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用還不太成熟。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置。該檢測(cè)裝置能夠準(zhǔn)確有效的控制氣路壓力、流量穩(wěn)定，檢測(cè)精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)多組分氣體的充分分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多組分氣體的定性定量分析。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置包括氣路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、氣體檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系，所述控制系統(tǒng)采用溫度控制系統(tǒng)，氣體檢測(cè)系統(tǒng)采用光離子化檢測(cè)器，其特征在于該檢測(cè)裝置還包括進(jìn)樣系統(tǒng)和氣體分離系統(tǒng)，進(jìn)樣系統(tǒng)通過左、右連接件分別與氣路系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)一側(cè)相連，氣體分離系統(tǒng)下部設(shè)有控制系統(tǒng)，氣體分離系統(tǒng)另一側(cè)與氣體檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)依次連接；所述氣體分離系統(tǒng)采用微通道內(nèi)涂覆有固定相的微流控芯片；所述進(jìn)樣系統(tǒng)包括樣氣入口、連接件、定量管、三通閥、兩通閥和隔膜泵，其中氣路系統(tǒng)、兩通閥一端及左邊三通閥的下面一路通過左邊連接件相連，樣氣入口與左邊三通閥的上面一路相連，左邊三通閥的中間一路與定量管一端相連；定量管另一端與右邊三通閥中間一路相連，右邊三通閥上面一路與隔膜泵相連，右邊三通閥下面一路、兩通閥另一端及微流控芯片通過右邊連接件相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明氣體分離系統(tǒng)采用微流控芯片，實(shí)現(xiàn)了不同種類氣體的分離，同時(shí)還提高了檢測(cè)裝置的效率，降低了樣氣的消耗量，從而實(shí)現(xiàn)了多集成化。進(jìn)樣系統(tǒng)可自動(dòng)完成采樣、進(jìn)樣等過程，簡(jiǎn)單方便。采用光離子化檢測(cè)器(PID)實(shí)現(xiàn)了氣體組分的定量分析，同時(shí)在不破壞氣體的情況下，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了檢測(cè)裝置的靈敏度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2為本發(fā)明基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置一種實(shí)施例丁烷與乙醇混合氣體的檢測(cè)結(jié)果示意圖；

圖3為本發(fā)明基于微流控芯片的惡臭氣體檢測(cè)裝置一種實(shí)施例甲苯的檢測(cè)結(jié)果示意圖；

圖1中，1.氣路系統(tǒng)，11.載氣瓶，12.空氣過濾器，13.減壓閥，14.壓力傳感器；2.進(jìn)樣系統(tǒng)，21.樣氣入口，22.連接件，23.定量管，24.三通閥，25.兩通閥，26.隔膜泵；3.氣體分離系統(tǒng)，31.微流控芯片，32.固定相；4.控制系統(tǒng)，41.加熱裝置，42.溫度傳感器；5.氣體檢測(cè)系統(tǒng)，51.光離子化檢測(cè)器；6.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步介紹本發(fā)明。下述實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)地說明及解釋，并不以此限定本申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。