[發明專利]一種便攜式微流控有機磷農藥檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201510034319.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104849477A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 楊寧;項昌華;毛罕平;孫俊;徐佩鋒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及微流控和農藥檢測領域，具體是一微流控有機磷農藥的檢測裝置與方法。

背景技術

目前，農藥尤其是有機磷農藥仍是農作物病蟲害防治的主要措施，然而農藥具有毒性高，持久性長的特點，農藥的廣泛使用引發了嚴重的飲食安全問題。因此，如何便攜、快速、準確地實現農藥檢測已成為保證飲食安全的重要手段。

中國專利申請號：201410092671.5、名稱為“一種用于農藥殘留現場檢測的微流控芯片系統及方法”公開的微流控芯片系統由一次性的微流控芯片和便攜式儀器組成，微流控芯片由流體進出口、微通道、反應池、檢測池構成，檢測時樣本溶液從流體進口導入，沿微通道依次流經反應池和檢測池，完成溶液相的酶反應和顯色反應，最后在顯色反應池或檢測池中利用便攜式儀器實現吸光度的連續檢測，獲得農藥殘留分析結果。但是該裝置缺少樣品自動預處理與進樣環節,這不僅會給檢測帶來繁瑣的樣品預處理過程而且還會因手工操作的差異性引起檢測誤差；此外，其中的檢測芯片是將酶固定其中，酶的活性無法長久保證且使芯片成為一次性使用的芯片，每次檢測均需要更換芯片，從而增加了檢測費用消耗,這也限制了裝置的廣泛使用。

發明內容

本發明的目的是針對目前農藥檢測所存在的缺陷，提供一種結構簡單、操作容易且自動化程度高的便攜式低噪聲微流控有機磷農藥檢測裝置，基于有機磷水解顯色反應原理（即有機磷農藥遇有機磷水解酶會發生顯色反應），具備樣本自動預處理與檢測功能。本發明同時提供檢測成本低、檢測效率高的微流控有機磷農藥檢測方法。

本發明一種便攜式微流控有機磷農藥檢測裝置采用的技術方案是：具有一個檢測器外殼，檢測器外殼內部上方固定設有微流控芯片，檢測器外殼內部下方設有信號處理板和供電組件，所述微流控芯片上從左至右設有依次連接且連通的樣品預處理及進樣室、雜質過濾組件、混合驅動組件、多孔介質酶反應組件、反應室、光電檢測室及廢液排放口；所述檢測器外殼外部的左上方設置一個電磁鐵支撐架，電磁鐵支撐架內部頂部固定設有由線圈和鐵芯組成的電磁鐵，電磁鐵的正下方是永磁鐵，永磁鐵固定連接防水旋轉研磨塞的上表面，防水旋轉研磨塞位于所述樣品預處理及進樣室的正上方且可向下移動伸入樣品預處理及進樣室中與樣品預處理及進樣室相配；在防水旋轉研磨塞內部裝有研磨電機，研磨電機通過研磨電機轉軸連接研磨轉餅，研磨轉餅形成防水旋轉研磨塞的底壁；所述光電檢測室正上方固定有405nm激光二極管、正下方固定有光電檢測器；所述光電檢測器與信號處理板相連，所述供電組件與405nm激光二極管、光電檢測器及信號處理板分別相連。

所述混合驅動組件是在微流控芯片內蝕刻有多個內肋型微柱的結構，相鄰2個內肋型微柱是對面式相互交錯突出布置，相鄰2個內肋型微柱之間形成微通道，每個內肋型微柱與對面的微流控芯片的內壁之間形成微通道。

所述雜質過濾組件由卡片式過濾網安裝室以及卡片式過濾器組成，過濾網安裝室從左至右開有多個平行且間隔的過濾網安裝槽，每個過濾網安裝槽中插有一個卡片式過濾器，過濾網安裝室上開有一個從左至右貫通的主通道，卡片式過濾器由左、右兩個夾具和中間的一個過濾網組成，在兩個夾具的正中間均開有正方形通槽。

所述多孔介質酶反應組件由多孔介質酶卡片安裝室和多孔介質酶卡片組成，在多孔介質酶卡片安裝室內部蝕刻有用于插入多孔介質酶卡片的卡片安裝槽，主通道經過多孔介質酶卡片安裝室；多孔介質酶卡片由左、右兩個夾具和中間的一個多孔介質酶卡片式粘連網組成，兩個夾具正中間開有正方形通槽。

本發明一種便攜式微流控有機磷農藥檢測方法采用的技術方案是按以下步驟：

1）信號處理板發送驅動電流給制電磁鐵的線圈，使電磁鐵吸引永久磁鐵，永久磁鐵帶動防水旋轉研磨塞向上運動，使防水旋轉研磨塞與樣品預處理及進樣室分離，此時向樣品預處理及進樣室內添加有機磷農藥樣品；

2）信號處理板改變驅動電流方向，電磁鐵推動永磁鐵帶動防水旋轉研磨塞向下擠壓樣品，同時信號處理板驅動研磨電機帶動研磨轉餅旋轉開始研磨樣品；

3）當研磨的時間達到預設的研磨時間時，研磨電機停轉，信號處理板控制永磁鐵向上提升防水旋轉研磨塞，向樣品預處理及進樣室內添加浸提試劑，浸提試劑添加完后，信號處理板控制永磁鐵帶動防水旋轉研磨塞向下擠壓液體進樣；