[發(fā)明專利]微流控芯片及其檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110095380.1
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112934278A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華鑫;劉迎亞
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N23/2258
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

一種微流控芯片及應(yīng)用該微流控芯片的檢測方法，微流控芯片應(yīng)用于一飛行時間?二次離子質(zhì)譜儀及一光照系統(tǒng)中，所述微流控芯片包括：一基體，在所述基體上分別設(shè)置有一反應(yīng)微池、一進液微通路及一出液微通路；一窗片，所述窗片的一側(cè)配置于所述基體上并用于覆蓋所述反應(yīng)微池，所述窗片背離所述基體的一側(cè)與一蓋板連接；所述進液微通路與所述反應(yīng)微池流體連接，用于使一液體進入所述反應(yīng)微池內(nèi)；所述出液微通路與所述反應(yīng)微池流體連接，用于使所述液體排出所述反應(yīng)微池外。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微流控芯片及其檢測方法。

背景技術(shù)

光化學(xué)反應(yīng)是研究光的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)分支，通常用于描述吸收紫外線、可見光或紅外光所引起的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)在自然界及工業(yè)生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用，例如綠色植物的光合作用、人體內(nèi)維生素D的合成及光催化等。光酸是一類含有質(zhì)子的有機化合物，可通過光誘導(dǎo)進行質(zhì)子解離。在光照下，溶液的酸性會變得更強，甚至達(dá)到強酸的程度。而一旦光被關(guān)閉，共軛堿將被質(zhì)子化以重新生成光酸，顯示出質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程的極好可逆性。因此，光酸可用于原位控制各種反應(yīng)體系的酸度，例如納米粒子的動態(tài)自組裝和光聚合等。更重要的是，溶液酸度的精準(zhǔn)控制使光酸成為質(zhì)子轉(zhuǎn)移和水與質(zhì)子相互作用的實時和原位實驗研究的理想選擇。

水溶液氫鍵網(wǎng)絡(luò)中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移在光化學(xué)反應(yīng)等多種物理、化學(xué)和生物過程中起著關(guān)鍵作用。根據(jù)Grotthuss機理，質(zhì)子在水溶液中與相鄰的水分子形成氫鍵，以水合氫離子(H₃O⁺)或氫氧化物(OH^-)的形式轉(zhuǎn)移，這一機制解釋了氫離子比其他離子具有異常高遷移率的現(xiàn)象，并由此產(chǎn)生了大量的水團簇(即，水分子團)。水團簇的大小、結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變特性在一定程度上決定了光化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)特征。此外，質(zhì)子化水團簇作為一種特殊的酸，具有獨特的質(zhì)子轉(zhuǎn)移特性，對光化學(xué)反應(yīng)有重要影響。因此，為了更好地理解光化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程，有必要研究水團簇在不同環(huán)境中的性質(zhì)。

幾十年來，大量的實驗和計算研究被用于研究水溶液中的水結(jié)構(gòu)動力學(xué)和質(zhì)子轉(zhuǎn)移機理，包括核磁共振波譜、介電譜、超快振動動態(tài)光譜、飛秒彈性二次諧波散熱、X射線衍射、X射線吸收光譜、和頻振動光譜、密度泛函理論和分子動力學(xué)模擬等。然而，不同方法的結(jié)果常常導(dǎo)致矛盾的解釋。這可能是由于這些技術(shù)對氫鍵網(wǎng)絡(luò)的特殊性質(zhì)(如水的弛豫或重取向時間、分子內(nèi)O-H伸縮振動和氫鍵動力學(xué))的局部敏感性，這大大限制了從分子水平上理解質(zhì)子-水相互作用。質(zhì)譜法是研究質(zhì)子化水團簇的有力方法，可用于監(jiān)測不同條件下的水團簇大小分布。

飛行時間-二次離子質(zhì)譜(ToF-SIMS)是一種新興的表界面質(zhì)譜成像技術(shù)，由于其具有表面靈敏度高、可檢測元素及分子、可進行微區(qū)化學(xué)成像和深度剖析，具有高深度分辨率(1nm～2nm)和時間分辨率(μm數(shù)量級)等優(yōu)勢，正在引起人們越來越多的關(guān)注，有望應(yīng)用于光化學(xué)反應(yīng)界面的原位實時研究。然而，由于ToF-SIMS檢測需在高真空環(huán)境下進行，常規(guī)分析只能針對經(jīng)干燥后的表面，難以實現(xiàn)液體中光化學(xué)反應(yīng)界面水團簇原位實時監(jiān)測的需求。

因此，有必要提供一種新的微流控芯片及其檢測方法，以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種微流控芯片及其檢測方法。在本申請中，微流控芯片包括一基體及一窗片，在基體上分別設(shè)置有一反應(yīng)微池、一進液微通路及一出液微通路；進液微通路與反應(yīng)微池流體連接，用于使液體進入反應(yīng)微池內(nèi)；出液微通路與反應(yīng)微池流體連接，用于使液體排出反應(yīng)微池外；窗片的一側(cè)配置于基體上并用于覆蓋反應(yīng)微池，窗片背離基體的一側(cè)與一蓋板連接。通過將飛行時間-二次離子質(zhì)譜儀與微流控芯片及光照系統(tǒng)相結(jié)合，首次將飛行時間-二次離子質(zhì)譜儀用于光化學(xué)反應(yīng)的原位實時研究，克服了飛行時間-二次離子質(zhì)譜儀在高真空環(huán)境下不能檢測水溶液體系的局限。