[發(fā)明專利]一種用于檢測(cè)總氮總磷的微流控芯片集成系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611003731.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN108072648A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔海松;湯杰;魏峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州綠潔水務(wù)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/78
• 分類號(hào): G01N21/78;G01N21/01;G01N1/44
• 代理公司: 中國(guó)商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興

本發(fā)明公開了一種用于檢測(cè)總氮總磷的微流控芯片集成系統(tǒng)，包括進(jìn)樣單元A、進(jìn)樣單元B和混合消解檢測(cè)單元。集成了兩種進(jìn)樣方式和混合消解檢測(cè)一體化檢測(cè)，整個(gè)儀器的體積小，維護(hù)量低，流道的體積小、攜帶的污染低、管道的轉(zhuǎn)接頭少，集成化的液路系統(tǒng)，減小在線組裝工作量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)總氮總磷的微流控芯片集成系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)象種類繁多，總氮總磷是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的兩個(gè)重要常規(guī)指標(biāo)，總氮指的是水中有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的總和，主要來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥流失。總磷是水中各種形態(tài)的磷的總和，其主要來(lái)源為生活污水、化肥、有機(jī)磷農(nóng)藥及近代洗滌劑所用的磷酸鹽增潔劑等。總氮總磷超標(biāo)會(huì)引起湖泊、河流等水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類過(guò)度生長(zhǎng)，水質(zhì)變壞，發(fā)生水華或者赤潮，無(wú)法飲用。

目前在線測(cè)量總氮總磷的設(shè)備需要將未經(jīng)過(guò)濾的水樣消解，消解時(shí)，測(cè)試的溶液在高溫高壓的環(huán)境下將水樣中的氮，包括溶解的、顆粒的、有機(jī)的和無(wú)機(jī)磷全部氧化為正磷酸鹽、水樣中的含氮化合物完全轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，然后再與其他試劑混合后在一定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，計(jì)算得到總氮總磷的含量。

然而常規(guī)在線總氮總磷的儀器試劑消耗量大，化學(xué)法測(cè)量總氮總磷消耗的試劑以及反應(yīng)完后排出的廢液對(duì)環(huán)境存在嚴(yán)重的污染。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)總氮總磷的微流控芯片集成系統(tǒng)，包括進(jìn)樣單元A、進(jìn)樣單元B和混合消解檢測(cè)單元，所述進(jìn)樣單元A和所述進(jìn)樣單元B分別與所述混合消解檢測(cè)單元連接，所述混合消解檢測(cè)單元用于水樣的消解和檢測(cè)；所述進(jìn)樣單元A包括芯片基板A、聯(lián)排閥，所述芯片基板A中設(shè)有流道管路，流道管路的入口端與所述聯(lián)排閥連接，流道管路的出口端與所述混合消解檢測(cè)單元連接；所述進(jìn)樣單元B包括芯片基板B、空氣泵、多通道蠕動(dòng)泵、試劑瓶和兩位三通電磁閥，所述芯片基板B中設(shè)有多個(gè)不同規(guī)格的試劑定量通道，一個(gè)試劑瓶對(duì)應(yīng)一個(gè)試劑定量通道，每個(gè)試劑定量通道的入口端和出口端均連接有1個(gè)兩位三通電磁閥，試劑定量通道的入口端通過(guò)兩位三通電磁閥后分為兩路分別與空氣泵和連接有多通道蠕動(dòng)泵的對(duì)應(yīng)試劑瓶連接，試劑定量通道的出口端通過(guò)兩位三通電磁閥后分為兩路分別與混合消解檢測(cè)單元和對(duì)應(yīng)試劑瓶連接。

優(yōu)選地，所述芯片基板A為PDMS芯片。

優(yōu)選地，所述芯片基板A中還設(shè)有芯片泵，所述芯片泵用于控制所述芯片基板A中流道管路中的液體流量。

優(yōu)選地，所述芯片基板B為有機(jī)玻璃芯片。

優(yōu)選地，所述混合消解檢測(cè)單元包括TEC，所述TEC用于對(duì)所述混合消解檢測(cè)單元進(jìn)行加熱和降溫。

優(yōu)選地，所述混合消解檢測(cè)單元還包括陣列紫外燈。

優(yōu)選地，所述空氣泵還設(shè)有空氣過(guò)濾器，所述空氣泵通過(guò)所述空氣過(guò)濾器與所述試劑定量通道連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)傳統(tǒng)儀器的試劑消耗量大，污染嚴(yán)重的問(wèn)題。采用微流控芯片集成系統(tǒng)流道體積減小，減少了試劑的使用量，傳統(tǒng)的兩周的試劑消耗量可以供給微流控芯片集成系統(tǒng)1個(gè)月以上，消減了廢液污染，降低了使用成本。

(2)使用芯片泵以及空氣泵實(shí)現(xiàn)不同數(shù)量級(jí)試劑體積的精確定量，無(wú)需校準(zhǔn)，避免了蠕動(dòng)泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行定量不準(zhǔn)確帶來(lái)誤差。所有流路單獨(dú)設(shè)計(jì)集成在一塊有機(jī)玻璃上，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備小型化以及避免了試劑之間的交叉污染，微流控有機(jī)玻璃面板內(nèi)部的流路采用的光滑加工處理，無(wú)死角，避免了流動(dòng)清洗不徹底。

(3)兩種進(jìn)樣方式和混合消解檢測(cè)一體化檢測(cè)維護(hù)量低，流道的體積小、攜帶的污染低、管道的轉(zhuǎn)接頭少，集成化的液路系統(tǒng)，減小在線組裝工作量；兩種定量進(jìn)樣方式針對(duì)不同理化性質(zhì)的試劑以及實(shí)際使用體積獨(dú)立進(jìn)樣，避免了試劑的交叉污染，芯片泵和空氣泵定量都集成在微流基板上，轉(zhuǎn)接管路極少，減小了管路殘留和損失，極大的減小了常規(guī)儀器的體積。