[發明專利]用于現場檢測水樣中重金屬離子的便攜式目測熒光儀及方法

在審

• 申請號: 201710469550.1
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107121421A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 霍峰;梁文飛;馮曉琳;康澤;雷光東;劉勇;曹琨;朱俊
• 申請（專利權）人: 內江師范學院
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 錢成岑

技術領域

本發明屬于分析檢測技術領域，具體涉及用于現場檢測水樣中重金屬離子的便攜式目測熒光儀及方法。

背景技術

生活中重金屬離子的污染日益嚴重，對人類的健康已經構成嚴重威脅。其中，鉛在環境水樣中大量存在，鉛對人體健康的危害眾所周知，2006年甘肅徽縣發生嚴重的“鉛中毒事件”，2009年的湖南省武岡和陜西省鳳翔先后發生“鉛中毒事件”。其中陜西省鳳翔縣“鉛中毒”事件造成將近九百人的兒童脫發，發育不良，智力受損。2010年，尼日尼亞鉛污染事件更是導致250余人死亡?！般U中毒”事件屢次發生，危害觸目驚心，讓人心痛。鉛對人體的危害主要體現在：能夠在人體內積聚而引起鉛中毒。據世界衛生組織研究報道，現在每天進入人體的鉛來自食物的約400μg，水10μg，城市空氣26μg。另外，科學研究表明鉛對人體血液系統、神經系統、泌尿系統、免疫功能等均能造成破壞作用。對人類危害更大的是鉛的致癌性，無機鉛已被國際癌研究協會(IARC)列為人類的致癌物。

為更好地實現環境水樣中金屬離子污染事故的應急監測，以免因突發性環境水樣中鉛離子中毒事件的屢屢發生；也為更好地服務于環境監測等相關人員在事故現場，利用小型、便攜、簡易、快速檢測儀或裝置，在盡可能短的時間內對污染物質的種類、濃度、污染的范圍作出判斷，創作一種能夠用于環境水樣中鉛離子污染事故的現場、即時測定的便攜式裝置，對于環境污染突發事故的控制意義重大。

目前能用于檢測金屬離子的儀器很多，但大多存在樣品處理過程復雜、過于依賴大型儀器設備(原子吸收儀等)、耗費耗時、往往是用于環保局、質量監督局等一些大型檢測機構。這些儀器苛刻的操作條件造成了它們不具有便攜化和普遍適用性等特點，并且要求檢測人員必須具備相應的專業技術知識等。因此，不適合現場、快速檢測。近幾年有研究報道重金屬鉛離子的檢測試紙，可用于現場化，但其檢測原理往往是基于染料與重金屬離子的顯色反應，而這種反應原理對重金屬離子檢測的靈敏度遠低于聚集誘導發光原理的應用。

因此，提供一種金屬離子的檢測儀，能方便、快捷地進行檢測，且靈敏度高，檢測結果準確可靠，設備投資小，便于攜帶、適于現場檢測，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供用于現場檢測水樣中重金屬離子的便攜式目測熒光儀，解決現有技術中金屬離子的大型檢測設備不適合現場快速檢測，檢測試紙靈敏度低、結果誤差大的問題。

本發明還提供利用便攜式目測熒光儀對水樣中重金屬離子進行檢測的方法。

本發明采用的技術方案如下：

用于現場檢測水樣中重金屬離子的便攜式目測熒光儀，包括內置有與水樣中重金屬離子接觸后可發生聚集誘導發光并形成聚集體的復合納米金底物的微流控陣列芯片，嵌設于微流控陣列芯片底部用于發出一定波長的激發光、并利用該激發光照射聚集體以產生強烈熒光的多色LED陣列，與微流控陣列芯片頂部可拆卸連接并用于對聚集體所產生熒光進行觀察的避光罩，以及嵌設于多色LED陣列底部用于產生震蕩以加快聚集反應的速度的微型振蕩器；微流控陣列芯片包括用于與多色LED陣列進行鑲嵌且呈圓盤狀的基底層，以及集成于基底層上端面上且呈圓形的微流控陣列芯片本體，微流控陣列芯片本體包括設于其圓心位置的待測樣品池，和以待測樣品池為中心均勻分布的數量至少為六個的儲液池，待測樣品池通過六條微通道分別與六個儲液池直接連接。

進一步地，避光罩為空心圓臺狀，且其兩端開口，避光罩底部的大口端與微流控陣列芯片可拆卸連接，避光罩頂部的小口端為觀察孔，避光罩空腔內在靠近觀察孔的位置處橫向設有一個放大透鏡。

進一步地，微流控陣列芯片本體上還包括通過設于微流控陣列芯片本體上的支微通道，與微通道連通的儲液小池，儲液小池的數量為一對以上，支微通道的數量與儲液小池的數量相同并且一一對應。

進一步地，每一對儲液小池對稱分布于微通道兩側，并且連接同一對儲液小池的一對支微通道同樣對稱分布于微通道兩側，在微通道上與每一對支微通道相連接處均設有一個對照小池，所有對照小池等距分布于待測樣品池和儲液池之間。

進一步地，微通道、與微通道連通的儲液池、以及所有通過支微通道與微通道連通的儲液小池共同組成芯片上的一個檢測小組，芯片上設有至少六個檢測小組。

進一步地，基底層的材料為玻璃，芯片為PDMS材質，待測樣品池、儲液池、儲液小池以及對照小池均為圓形。

進一步地，微通道和支微通道的寬度均為800μm，深度均為800μm，且均為直通道。