[發明專利]一種基于微流控技術的便攜式紫外與熒光集成化光譜在線檢測儀

在審

• 申請號: 202110498020.6
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113138166A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 冷東全;賈越;韓雨杰;郭玉健;魏琴;任祥;張諾
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/64;G01N21/33
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種便攜式紫外與熒光同時檢測的微流控光譜在線檢測儀。本研究從材料光譜特性與尺寸、形貌的關系為切入點，針對當前市場的光譜（紫外?可見、熒光）檢測儀器存在的操作繁瑣、時間長、靈敏度低，設備規模大無法與微流控設備串聯等缺陷，通過自選配件，自主搭建了一臺具有完全自主知識產權的實時在線光譜檢測系統，該儀器集成紫外與熒光功能（已開發，未來將解鎖熒光壽命與量子產率單元），且能夠實現待測物流動狀態下的連續檢測，積分時間低至5 ms，它能夠與微流體合成設備串聯實現瞬間合成反饋，保證材料高通量合成的均一性，完全顛覆以往通過收集、離心、干燥、形貌與光譜測試、指導合成這種五元一體的復雜模式，具有強有力的產業化基礎。

技術領域

本發明涉及一種便攜式紫外與熒光同時檢測的微流控光譜在線檢測儀，屬于新型發明創造光譜檢測技術領域。

背景技術

作為一門由生物、化學、醫學等多學科交叉融合而興起的熱點學科，生物傳感技術憑借檢出限低、成本低、易功能集成以及可芯片化等優勢，在疾病標志物的分析中受到了研究者們的廣泛關注。其中，熒光、電化學發光、化學發光等免疫分析手段結合了電化學、光化學及免疫傳感技術，具有檢測耗時短、操作簡單、靈敏度高等特點，已經成為生物傳感器的主流依托技術。而目前無論是用于熒光分析的熒光光譜儀，還是應用于電化學發光和化學發光分析的MPI、RFL系列化學發光、生物發光、電化學發光檢測儀，操作、檢測模式都較為單一，特別是目前市場上的電化學發光檢測系統無法檢測分析發光波長，這大大限制了對該領域中發光機理的研究；很多設備的樣品采樣模式無法連續采樣，反復的樣品更換導致檢測效率低下；一些設備的檢測限不足，部分超微弱光無法捕捉，也限制了這些技術在生物分析中的應用。基于上述光譜儀發展滯后的現狀，不斷研發設計組裝新型光譜、光度檢測系統，實現光學測試與材料合成、生化傳感、細胞監測等領域的交叉融合，對合成化學、材料化學、分析化學、光電化學、生命科學的發展有著重要意義。

發明內容

本發明目的之一是將復雜的紫外與熒光檢測儀整合成為一個整體，采用光纖光譜儀作為紫外與熒光的檢測單元，氘鹵素燈的選擇了H-3 Plus氘鹵鎢燈輻射校準光源，FHS-UV濾光片及支架、多根光纖跳線、光學面包板、LED控制器、多波長LED光源等光學配件；

本發明目的之二是采用流通式電解池，電解池與微流控技術結合，使少量電解液存在時實現待測物流動狀態下的連續檢測，積分時間低至5 ms，它能夠與微流體合成設備串聯實現瞬間合成反饋。

本發明技術方案如下：

1、一種便攜式紫外與熒光同時檢測的微流控光譜在線檢測儀，其特征在于：

將復雜的紫外與熒光檢測儀整合成為一個整體，采用光纖光譜儀作為紫外與熒光的檢測單元，氘鹵素燈的選擇了H-3 Plus氘鹵鎢燈輻射校準光源，FHS-UV濾光片及支架、多根光纖跳線、光學面包板、LED控制器、多波長LED光源等光學配件。

2.采用流通式電解池，電解池與微流控技術結合，使少量電解液存在時實現待測物流動狀態下的連續檢測，積分時間低至5 ms，它能夠與微流體合成設備串聯實現瞬間合成反饋。

本發明的有益成果

（1）將市場現有的紫外可見光譜、熒光光譜儀等多光學反饋控制手段有針對性的進行改進，通過計算機控制系統，有機的集成在統一的微小型箱體之中；

（2）能夠實現納米材料在微反應器合成中多方法多參數的聯合監控；能夠在光/電化學傳感中實現光譜信號的連續識讀，包括電解液、共反應劑流動注射狀態，能夠實現不同樣品檢測時的快速切換，無需人工反復開關檢測盒，檢出限高于行業內大多數光學檢測產品；

（3）能夠實現環境中（水質）熒光類污染物的實時在線監測；能夠對微流體納米材料合成過程中的參數監控和調整方式產生重大影響，將有效減少相關實驗條件的摸索過程，提高實驗效率，更好的保障納米材料合成的效率與質量。

具體實施方案

實施例1 光譜檢測儀的應用過程

采用微流控技術將一定量五水四氯化錫、超純水、五水硝酸鉍、4 M.氫氧化鈉水溶液混合于180 °C反應，反應結束后利用多功能實時在線光譜檢測系統在合成過程中對所得材料的熒光發射波長、熒光強度以及紫外吸收、反射波長進行測量，得到材料粒徑與材料光學性質之間的關系，進而在合成過程中對材料進行實時調控得到所需錫酸鉍納米材料。