[發(fā)明專利]一種用于水體多參數(shù)快速檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110088299.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN112903793B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田揚(yáng)超;劉剛;熊瑛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/447
• 分類號(hào): G01N27/447;G01N21/64;C12M1/42;C12M1/34;C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發(fā)明的一種用于水體多參數(shù)快速檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，裝置包括微流控芯片模塊，微流控芯片模塊包括介電泳細(xì)菌分選芯片模塊、阻抗細(xì)菌測(cè)試芯片模塊、萃取熒光測(cè)試芯片模塊、電泳離子芯片模塊；微流控芯片模塊上設(shè)置四個(gè)進(jìn)口，進(jìn)口一作為樣品入口，進(jìn)口二、進(jìn)口三及進(jìn)口四分別作為緩沖液入口一、緩沖液入口二及緩沖液入口三；本發(fā)明裝置采用微流控技術(shù)，通過微通道和微閥實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的精確流向控制，高度集成多個(gè)前處理與檢測(cè)模塊在一片小型塑料片上，具有較高集成度與高效的傳質(zhì)與檢測(cè)速度。整套裝置具有較強(qiáng)的便攜性與較高的檢測(cè)速度和時(shí)效性。在同一個(gè)芯片上集成多個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的聯(lián)合檢測(cè)，且只需要輸入一份樣本，使得檢測(cè)的準(zhǔn)確性更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水體多參數(shù)快速檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

我國江河湖海等水域面積廣闊，水體質(zhì)量對(duì)人民生產(chǎn)生活具有重要影響。水質(zhì)的檢測(cè)是衡量水體的首要步驟。目前，傳統(tǒng)水體質(zhì)量的測(cè)定有兩類方法，一類方法是在現(xiàn)場(chǎng)采集水樣，短時(shí)間內(nèi)帶回分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)分析，主要采用原子吸收法、紫外比色法等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)測(cè)定法，雖然具有較高精度，但過程繁瑣，需耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。另一類方法是在現(xiàn)場(chǎng)附近建立小型水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，通過建立自動(dòng)化前處理池和大型自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)水質(zhì)檢測(cè)，雖減少了大量人力取樣存樣等環(huán)節(jié)，但需要現(xiàn)場(chǎng)施工，耗費(fèi)大量物力、財(cái)力。同時(shí)這些大型檢測(cè)設(shè)備采用的方法需要大量化學(xué)試劑，對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此，建立可用于現(xiàn)場(chǎng)的快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)水質(zhì)的分析方法對(duì)我國環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

微流控技術(shù)是指通過構(gòu)建微米級(jí)的微通道實(shí)現(xiàn)微量液體的控制輸送，具有樣品需求量少、傳質(zhì)速度快、體積小易便攜、易與電學(xué)光學(xué)等檢測(cè)手段集成等優(yōu)點(diǎn)。利用微流控技術(shù)制造的微芯片材質(zhì)成本極低，可提前封裝微量反應(yīng)試劑，材質(zhì)與微量試劑對(duì)環(huán)境無二次污染。

分光光度法是光譜法的重要組成部分，是通過測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸光度或發(fā)光強(qiáng)度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法，避免干擾從而提高靈敏度。非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)因靈敏度高、成本低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用于復(fù)雜樣品檢測(cè)。電泳分離技術(shù)已成為物質(zhì)分析的一種主流分析工具，可以將復(fù)雜樣品中的無機(jī)離子依次分離，從而進(jìn)行定量檢測(cè)，具有檢測(cè)速度快、精度高、耗費(fèi)樣品少等優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)一次實(shí)驗(yàn)可同時(shí)在幾分鐘內(nèi)檢測(cè)幾種指標(biāo)，檢測(cè)更迅速，成本更低。

近幾年，隨著微流控技術(shù)的快速發(fā)展，將微流控技術(shù)與光學(xué)電學(xué)檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)微芯片的便攜式水質(zhì)多參數(shù)快速檢測(cè)。然而，目前并未有承載此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)裝置報(bào)道。因此，需要開發(fā)一種新裝置與控制方法，用來實(shí)現(xiàn)快速水質(zhì)多參數(shù)的精確測(cè)定，從而監(jiān)測(cè)水質(zhì)。考慮到多手段多技術(shù)檢測(cè)多指標(biāo)成本會(huì)顯著提升，一體化高集成的微流控芯片將顯著降低成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種用于水體多參數(shù)快速檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，可解決上述技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種用于水體多參數(shù)快速檢測(cè)裝置，包括微流控芯片模塊，所述微流控芯片模塊包括介電泳細(xì)菌分選芯片模塊、阻抗細(xì)菌測(cè)試芯片模塊、萃取熒光測(cè)試芯片模塊、電泳離子芯片模塊；

所述微流控芯片模塊上設(shè)置四個(gè)進(jìn)口，進(jìn)口一作為樣品入口，進(jìn)口二、進(jìn)口三及進(jìn)口四分別作為緩沖液入口一、緩沖液入口二及緩沖液入口三；

介電泳細(xì)菌分選芯片模塊分別通過微通道與進(jìn)口一、樣品廢液出口連通；

介電泳細(xì)菌分選芯片模塊還通過微通道與進(jìn)口二連通；

介電泳細(xì)菌分選芯片模塊通過微通道與阻抗細(xì)菌測(cè)試芯片模塊連通，介電泳細(xì)菌分選芯片模塊與阻抗細(xì)菌測(cè)試芯片模塊之間設(shè)置片上微型電磁閥一；

介電泳細(xì)菌分選芯片模塊經(jīng)片上微型電磁閥二分別與萃取熒光測(cè)試芯片模塊、電泳離子芯片模塊通過微通道連通；