[發(fā)明專利]一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀

在審

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN115389432A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐浩然;劉譯廳;孫汝千;孟曉宇;解加慶
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明專利公開了一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀，屬于生物儀器制備領(lǐng)域。該農(nóng)藥殘留檢測儀器包括：穩(wěn)定光源、PDV探測器、電壓電流穩(wěn)定裝置、殼體固定裝置、微流控芯片、顯微注射泵、溶液通道和藍(lán)牙模塊。本發(fā)明專利工作時，將農(nóng)藥濃度轉(zhuǎn)化為光照強度再轉(zhuǎn)化為電壓值，并進行遠(yuǎn)程信號輸送。本發(fā)明利用光電檢測系統(tǒng)的高精度靈敏檢測和微流控芯片的低通量快速混合，可實現(xiàn)對農(nóng)藥殘留濃度的精準(zhǔn)檢測，并且縮小儀器體積，縮短檢測時間，降低儀器制備成本，可實現(xiàn)大規(guī)模推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利屬于生物儀器制備領(lǐng)域，特別涉及一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)農(nóng)藥檢測儀的工作步驟主要包含兩步反應(yīng)，首先將有機磷、氨基甲酸類農(nóng)藥和膽堿酯酶的混合發(fā)生反應(yīng)，再將顯色劑、乙酰膽堿與反應(yīng)產(chǎn)物混合，檢測是否存在農(nóng)藥殘留，其步驟較為繁瑣，所需試劑量大，反應(yīng)效率低，靈敏度差。

微流控芯片技術(shù)是把生物、化學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。由于它在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、流體、材料、機械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域，而基于微流控芯片的微混合器可以實現(xiàn)多種樣品的高效混合，基于PDV探測器搭建的光電檢測系統(tǒng)可用于顯色反應(yīng)的靈敏快速檢測。

基于以上分析，本申請針對現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測儀體積大、效率低、檢測所需樣本多、制作成本過高等問題，開發(fā)了一種基于混合微流控芯片和光電系統(tǒng)結(jié)合的超快便攜式有機磷農(nóng)藥檢測裝置。與傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留檢測儀相比，該檢測儀可實現(xiàn)農(nóng)藥殘留的快速、高精度、高靈敏度檢測，同時大幅度降低農(nóng)藥檢測儀的造價和體積。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利公開了一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀。

該便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測儀由穩(wěn)定光源、PDV探測器、電壓電流穩(wěn)定裝置、殼體固定裝置、混合微流控芯片、顯微注射泵、溶液通道和藍(lán)牙模塊組成。其中，所述的混合微流控芯片和溶液通道連接組成溶液混合器，置于穩(wěn)定光源和PDV探測器之間，用于輸送、混合溶液，并為顯色反應(yīng)提供蓄液反應(yīng)池；所述電壓電流穩(wěn)定裝置固定在殼體內(nèi)部，用于恒定PDV探測器和穩(wěn)定光源的電壓和電流，保證激發(fā)光源光照強度穩(wěn)定；所述顯微注射泵位于殼體外部，通過連接peek毛細(xì)管、peek分體接頭刃環(huán)，為檢測溶液提供壓力，幫助混合和檢測；所述殼體裝置，使用黑色尼龍3D打印制備，用于固定殼內(nèi)裝置，并提供密封遮光環(huán)境；所述穩(wěn)定光源、PDV探測器和微流控芯片構(gòu)成溶液儀器檢測裝置，實現(xiàn)將農(nóng)藥濃度轉(zhuǎn)化為光照強度，再輸出為電壓值；所述藍(lán)牙模塊和配套軟件構(gòu)成信號傳輸裝置，可將檢測電壓信號遠(yuǎn)程輸送至設(shè)計軟件。

該便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測儀的使用方法為：通過顯微注射泵在將酶和顯色劑、待測物和乙酰膽堿分別通入混合微流控芯片的兩個入口，經(jīng)混合通道混合均勻后，在蓄液池中發(fā)生顯色反應(yīng)。蓄液池位于光路通道中間，激發(fā)光源透過混合微流控芯片的蓄液池通過光路通道被PDV探測器接收。通過記錄試驗農(nóng)藥濃度和對應(yīng)輸出電壓值，擬合函數(shù)曲線，并記錄到開發(fā)軟件。最后，PDV探測器將檢測電壓通過藍(lán)牙模塊輸出至開發(fā)軟件，實現(xiàn)農(nóng)藥殘留的高精度低通量的遠(yuǎn)程檢測。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點為：

(1)一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀的混合核心是混合微流控芯片，其混合效果強，可實現(xiàn)樣品的即時檢測，且可重復(fù)利用，制備簡單，大幅度降低了農(nóng)藥檢測儀的造價和體積；

(2)微流控芯片對樣品的需求極少，可以實現(xiàn)少量樣品的靈敏分析，同時節(jié)約試劑成本。

(3)一種基于微流控芯片和光電檢測系統(tǒng)的農(nóng)殘檢測儀的檢測核心是一套包括微流控芯片在內(nèi)自我搭建的光電檢測系統(tǒng)，可實現(xiàn)農(nóng)藥殘留的高精度、高靈敏度檢測，同時大幅度降低農(nóng)藥檢測儀的造價和體積。

附圖說明

圖1為便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測儀正視圖。

圖2為便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測儀俯視圖。