用于總磷檢測(cè)的微流控芯片、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于總磷檢測(cè)的微流控芯片、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]總磷(Total Phosphorus-TP)是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的三個(gè)常規(guī)指標(biāo)之一。磷主要存在于工業(yè)廢水和生活污水中，總磷過量會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，伴隨藻類的異常增殖，其腐爛分解會(huì)消耗水體中的氧，進(jìn)而導(dǎo)致水生生物大量死亡，水質(zhì)惡化，甚至導(dǎo)致湖泊的沼澤化。
[0003]宏觀檢測(cè)水樣中總磷的方法是在酸性介質(zhì)中，將消解完全的正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽催化作用下生成磷鉬雜多酸后，加入抗敗血酸進(jìn)行還原，生成藍(lán)色絡(luò)合物，轉(zhuǎn)入比色皿中進(jìn)行吸光度檢測(cè)。該過程往往操作復(fù)雜，耗時(shí)冗長(zhǎng)，且試劑消耗量大，增加了人工和試劑成本，污染環(huán)境，且人為干擾因素多，降低了檢測(cè)準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于總磷檢測(cè)的微流控芯片、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種用于總磷檢測(cè)的微流控芯片，包括比色池、連通于比色池一端的微通道、以及連通于比色池另一端的出液口，所述微通道沿液體流動(dòng)方向上依次連通有載液進(jìn)液口、樣品進(jìn)液口、顯色劑進(jìn)液口和還原劑進(jìn)液口，所述顯色劑進(jìn)液口和所述還原劑進(jìn)液口之間連通有促進(jìn)液體混合的第一混合微通道，所述還原劑進(jìn)液口和所述比色池之間連通有促進(jìn)液體混合的第二混合微通道，所述第一混合微通道和第二混合微通道為多次迂回形成的曲折的通道。
[0007]優(yōu)選的，在上述的用于總磷檢測(cè)的微流控芯片中，所述微流控芯片包括上蓋板、下蓋板、以及形成于所述上蓋板和下蓋板之間的芯片通道板，所述比色池、微通道形成于所述芯片通道板上，所述上蓋板上開設(shè)有分別與所述載液進(jìn)液口、樣品進(jìn)液口、顯色劑進(jìn)液口和還原劑進(jìn)液口連通的注液孔，所述下蓋板上開設(shè)有與所述出液口連通的出液孔。
[0008]優(yōu)選的，在上述的用于總磷檢測(cè)的微流控芯片中，所述芯片通道板包括主體部以及凸伸于主體部一側(cè)的延伸部，所述微通道形成于所述主體部上，所述比色池形成于所述延伸部上。
[0009]優(yōu)選的，在上述的用于總磷檢測(cè)的微流控芯片中，所述比色池的通道凹設(shè)形成于所述主體部的上表面，位于所述芯片通道板和上蓋板之間，所述出液口與所述比色池之間連通有出液管道，該出液管道凹設(shè)形成于所述芯片通道板的下表面，位于所述芯片通道板和下蓋板之間，所述出液口形成于所述主體部上。
[0010]優(yōu)選的，在上述的用于總磷檢測(cè)的微流控芯片中，所述上蓋板、芯片通道板和下蓋板的材質(zhì)選自玻璃、PC、PMMA或者PDMS。
[0011]優(yōu)選的，在上述的用于總磷檢測(cè)的微流控芯片中，所述第一混合微通道或第二混合微通道的內(nèi)壁凸伸有凸起部，該凸起部對(duì)流經(jīng)的液體進(jìn)行加速混合。
[0012]本申請(qǐng)還公開了一種總磷檢測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0013]所述的微流控芯片；
[0014]分光光度計(jì)，對(duì)比色池中總磷含量進(jìn)行檢測(cè)。
[0015]相應(yīng)的，本申請(qǐng)還公開了一種檢測(cè)總磷的方法，包括:
[0016](I)、將微流控芯片的延伸部插置于分光光度計(jì)對(duì)應(yīng)的插槽中；
[0017](2)、依次從載液進(jìn)液口、樣品進(jìn)液口、顯色劑進(jìn)液口和還原劑進(jìn)液口分別注入載液、經(jīng)過消解后含磷水樣、顯色劑和還原劑；
[0018](3)、含磷水樣在硫酸載液的承載下與顯色劑進(jìn)液口注入的顯色劑在第一混合微通道中混合、反應(yīng)，生成磷鉬酸雜多酸；
[0019](4)、磷鉬酸雜多酸被還原劑進(jìn)液口注入的還原劑還原生成藍(lán)色絡(luò)合物；
[0020](5)、藍(lán)色絡(luò)合物溶液緩緩流入比色池中，待比色池充滿后，進(jìn)行連續(xù)動(dòng)力檢測(cè)，測(cè)其吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽的濃度為橫坐標(biāo)，藍(lán)色絡(luò)合物溶液的吸光度為縱坐標(biāo)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得水樣中總磷的含量。
[0021 ]優(yōu)選的，在上述的檢測(cè)總磷的方法中，所述載液為硫酸。
[0022]優(yōu)選的，在上述的檢測(cè)總磷的方法中，將鉬酸銨溶液、酒石酸銻鉀溶液以體積比3:1混合，加入氫氧化鈉溶解混勻配成所述顯色劑。
[0023]優(yōu)選的，在上述的檢測(cè)總磷的方法中，所述還原劑為抗壞血酸溶液。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025](I)、本發(fā)明的檢測(cè)裝置為微流控芯片，體積小；
[0026](2)、本發(fā)明芯片可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，該微流控芯片設(shè)計(jì)構(gòu)型可以恰好插入分光光度儀的檢測(cè)池中，結(jié)合分光光度儀實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)總磷的含量；
[0027](3)、應(yīng)用微流控芯片減少了人為干擾因素，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中微流控芯片的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中芯片通道板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中上蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中下蓋板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]微流控芯片技術(shù)是一種在微尺度空間中對(duì)流體進(jìn)行操控的科學(xué)技術(shù)。應(yīng)用微流控技術(shù)將混合、反應(yīng)和檢測(cè)等基本功能集成到一個(gè)十幾平方厘米的芯片上完成對(duì)水樣中總磷的檢測(cè)，與傳統(tǒng)方法相比，具有極高的處理效率，大大縮短了檢測(cè)時(shí)間;較少試劑消耗量，降低了試樣成本，減少了環(huán)境污染，增加了檢測(cè)準(zhǔn)確度。這對(duì)于未來總磷檢測(cè)具有重要意義。
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035]參圖1至圖4所示，用于總磷檢測(cè)的微流控芯片，包括上蓋板1、下蓋板2、以及形成于上蓋板I和下蓋板2之間的芯片通道板3。
[0036]上蓋板和下蓋板的厚度優(yōu)選為1mm，芯片通道板的厚度優(yōu)選為10mm。
[0037]芯片通道板3上形成有比色池301、連通于比色池一端的微通道302、以及連通于比色池另一端的出液口 303，微通道302沿液體流動(dòng)方向上依次連通有載液進(jìn)液口 304、樣品進(jìn)液口 305、顯色劑進(jìn)液口 306和還原劑進(jìn)液口 307，顯色劑進(jìn)液口 306和還原劑進(jìn)液口 307之間連通有促進(jìn)液體混合的第一混合微通道308，還原劑進(jìn)液口 307和比色池301之間連通有促進(jìn)液體混合的第二混合微通道309，第一混合微通道308和第二混合微通道309為多次迂回形成的曲折的通道。上蓋板I上開設(shè)有分別與載液進(jìn)液口 304、樣品進(jìn)液口 305、顯色劑進(jìn)液口 306和還原劑進(jìn)液口 307連通的注液孔101，下蓋板2上開設(shè)有與出液口連通的出液孔201。
[0038]微通道的尺寸優(yōu)選為:寬1mm，深度0.5mm。
[0039]在該技術(shù)方案中，載液進(jìn)液口 304、樣品進(jìn)液口 305、顯色劑進(jìn)液口 306和還原劑進(jìn)液口 307分別通過動(dòng)力系統(tǒng)將液體注入，該動(dòng)力系統(tǒng)為微量注射栗、蠕動(dòng)栗、恒壓栗、或微型隔膜栗。
[0040]在該技術(shù)方案中，上蓋板、芯片通道板和下蓋板的材質(zhì)選自玻璃、PC、PMMA或者PDMS等透明的高聚物材料，更優(yōu)選為PMMA，采用高溫煅燒、熱壓或者粘性膜等方法將三層芯片鍵合在一起。
[0041 ]進(jìn)一步地，芯片通道板3包括主體部3010以及