[發(fā)明專(zhuān)利]一種快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210403243.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114798021B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅鴻兵;莊戴維;陽(yáng)馨;劉曉玲;張可;梁潔;江兵;張笑笑;李林;莫憂;安曉嬋;陳柯羽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué);四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01L3/00
• 分類(lèi)號(hào): B01L3/00
• 代理公司: 北京東方盛凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 劉芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片及其制備方法和應(yīng)用，涉及微流控技術(shù)領(lǐng)域。所述三維紙基微流控芯片為四層結(jié)構(gòu)，依次為玻璃紙蓋板、梅花形紙芯片、圓形顯色層和玻璃紙墊層；所述玻璃紙蓋板上還設(shè)置有加樣口；所述加樣口在所述玻璃紙蓋板的中央。本發(fā)明提出一種三維紙基微流控芯片，基于紙基微流控芯片的毛細(xì)管作用能夠?qū)Υ郎y(cè)樣品完成進(jìn)樣、分流和檢測(cè)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作步驟，達(dá)到低成本、低劑量、高速率、精準(zhǔn)檢測(cè)的檢測(cè)效果。紙基微流控芯片以質(zhì)量輕、價(jià)格便宜的紙作為基底，代替了易碎、厚重和價(jià)格昂貴的玻璃、硅和高聚物材料，具有成本低、加工簡(jiǎn)單、使用和攜帶方便的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

城市公園內(nèi)的水體是城市公園系統(tǒng)中的主要成分之一，擁有較大的占地面積，還具有嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。城市公園內(nèi)的水體是廣大游客可以觀賞也可以親密接觸的景觀，水體的水質(zhì)質(zhì)量不但關(guān)系著城市公園的環(huán)境質(zhì)量，還和游客的身體健康息息相關(guān)。但是城市公園內(nèi)的水體由于自身面積較廣，大部分都是露天裸露的狀態(tài)，經(jīng)常會(huì)被外界的大氣、交通、生物和人類(lèi)行為所污染和破壞。為了保證城市公園水體符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838中規(guī)定的Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新可以快速檢測(cè)或者持續(xù)性監(jiān)測(cè)城市公園水體中的單個(gè)或多個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的水環(huán)境檢測(cè)裝置逐漸成為研究熱點(diǎn)。

地表水中的亞硝酸鹽很不穩(wěn)定，在氧氣充足時(shí)會(huì)氧化為硝酸鹽，缺氧狀態(tài)下會(huì)被還原為氮。亞硝酸鹽主要來(lái)自相關(guān)工種的生產(chǎn)、使用和排放以及微生物對(duì)硝酸鹽的轉(zhuǎn)化作用，經(jīng)過(guò)降雨和地表徑流作用使得亞硝酸鹽大量進(jìn)入地表水中。農(nóng)業(yè)上大量使用氮肥增加了水體中的氮營(yíng)養(yǎng)鹽，水中的銨鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽之間存在的化學(xué)轉(zhuǎn)化關(guān)系也會(huì)增加水中的亞硝酸鹽濃度。水環(huán)境中高濃度的磷酸鹽和硝酸鹽也會(huì)增加水體中亞硝酸鹽的累積。亞硝酸鹽是劇毒物質(zhì)，成人攝入0.2-0.5克即可引起中毒，3克即可致死。飲用含硝酸鹽或亞硝酸鹽含量高的苦井水、蒸鍋水會(huì)導(dǎo)致亞硝酸鹽慢性中毒。高濃度的亞硝酸鹽會(huì)影響細(xì)胞膜的通透性、抑制光合作用、降低酶的活性從而抑制了植物正常生長(zhǎng)。所以發(fā)明一種能夠快速、及時(shí)檢測(cè)水環(huán)境中的亞硝酸鹽的檢測(cè)儀器或方法非常重要。

目前檢測(cè)亞硝酸鹽的方法有苯胺a萘酚分光光度法、紫外分光光度法、催化(褪色)光度法、示波極譜分析法、熒光分析法和離子色譜法等等。這些方法雖然檢測(cè)精度高，但是卻普遍存在兩個(gè)大問(wèn)題：1)檢測(cè)過(guò)程操作步驟繁瑣，需要使用大型儀器，無(wú)法做到現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)；且檢測(cè)費(fèi)用昂貴、對(duì)操作人員要求高；2)需要配制大量的檢測(cè)試劑，不僅檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，而且產(chǎn)生的廢液需要處理，增加檢測(cè)成本。

因此，提供一種無(wú)需大型儀器、無(wú)需復(fù)雜的操作步驟、檢測(cè)費(fèi)用低廉、能夠快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片，對(duì)于水環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述論述，本發(fā)明提供一種快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片及其制備方法和應(yīng)用，基于紙基微流控芯片的毛細(xì)管作用能夠?qū)Υ郎y(cè)樣品完成進(jìn)樣、分流和檢測(cè)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作步驟，達(dá)到低成本、低劑量、高速率、精準(zhǔn)檢測(cè)的檢測(cè)效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種快速檢測(cè)水體中亞硝酸鹽的三維紙基微流控芯片，所述三維紙基微流控芯片為四層結(jié)構(gòu)，依次為玻璃紙蓋板、梅花形紙芯片、圓形顯色層和玻璃紙墊層；

所述玻璃紙蓋板上還設(shè)置有加樣口；所述加樣口在所述玻璃紙蓋板的中央。

進(jìn)一步地，所述梅花形紙芯片為No.1濾紙；所述圓形顯色層為No.3濾紙。

進(jìn)一步地，所述玻璃紙蓋板為邊長(zhǎng)40mm的正方形；所述玻璃紙蓋板中央的加樣口為直徑10mm的圓形；所述梅花形紙芯片的中心為直徑10mm的圓形1，所述圓形1與8個(gè)直徑6mm的圓形2通過(guò)通道連接，所述通道長(zhǎng)4.28mm，寬2mm；所述圓形顯色層為直徑6mm的圓形。

進(jìn)一步地，所述圓形顯色層的制備方法包括以下步驟：