CN109100525B - 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法 - Google Patents

一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109100525B
CN109100525B CN201811047100.4A CN201811047100A CN109100525B CN 109100525 B CN109100525 B CN 109100525B CN 201811047100 A CN201811047100 A CN 201811047100A CN 109100525 B CN109100525 B CN 109100525B
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
diversion
pool
color development
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811047100.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109100525A (zh
Inventor
徐文峰
廖晓玲
黄秋红
游小双
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Science and Technology
Original Assignee
Chongqing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Science and Technology filed Critical Chongqing University of Science and Technology
Priority to CN201811047100.4A priority Critical patent/CN109100525B/zh
Publication of CN109100525A publication Critical patent/CN109100525A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109100525B publication Critical patent/CN109100525B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1065Multiple transfer devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0631Purification arrangements, e.g. solid phase extraction [SPE]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681Filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/12Specific details about materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/18Means for temperature control
    • B01L2300/1877Means for temperature control using chemical reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/20Heavy metals or heavy metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/32Hydrocarbons, e.g. oil
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/32Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/322Volatile compounds, e.g. benzene
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00178Special arrangements of analysers
    • G01N2035/00237Handling microquantities of analyte, e.g. microvalves, capillary networks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027General features of the devices
    • G01N2035/1034Transferring microquantities of liquid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,其特征在于,使用方法包含如下步骤:芯片准备。根据待测重金属离子的种类和数量,以检测1个金属离子,至少同时检测2个试样,2个标准试样作为对照组,选择具有4个或4个以上的显色池规格的芯片;然后加待测样液;加反应试剂;最后进行显色比对检测。本发明的有益效果是,芯片选择和芯片操作灵活多变,适合不同情况下的多种重金属离子的测定;能够实现现场测定的连续、实时、快速实验要求。

Description

一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法
技术领域
本发明涉及一种利用比色法多通道快速检测石油废水中重金属离子浓度的纸基微流控芯片的使用方法。
背景技术
随着社会经济的发展,社会环境所受到的污染也越来越多,石油废水是当今社会的污染源之一。在石油废水中含有大量的油物质、重金属等有毒有害物质,会对环境和人体健康造成危害。目前,石油废水中重金属离子的检测引起了广泛的关注。故研究者们发明了各种各样的方法对重金属离子进行检测。由于传统检测重金属方法仪器价格昂贵、运行费用高、不易携带,不能满足对石油废水连续监测、现场测定法要求。
因此,需要一种连续、实时、便携、灵敏度高、多通道快速检测重金属离子的纸质微流控芯片及其使用方法。
发明内容
本发明的形状结构,目的在于提供一种新型纸基微流控芯片及其使用方法。其具有多层、多通道的结构,能检测多种重金属离子,并且能够精确分流样品量,提高检测的准确性。
本发明的技术方案为:一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,使用的芯片由第一层、第二层和第三层纸质基片和底层支撑基片组成。所述芯片呈圆形或矩形,由三层形状和尺寸大小一致的、经过超疏水处理的纸质基片粘贴在一起。
所述第一层,按芯片的不同规格在第一层纸质基片上,加工出贯通纸质基片上下厚度的显色池、梯度通道、反应池、试剂通道、试剂口、样品口、过滤槽、分流池、分流通道、滤液互通道的形状尺寸。所述样品口设置在芯片的中心位置,样品口连接2条以上的过滤槽,每条过滤槽的宽度尺寸和长度尺寸一致,都通向一个分流池。每个分流池都连接2条以上的分流通道。所述芯片的每个分流池都通过滤液互通道串通在一起,或没有加工滤液互通道,分流池各自独立不串通。所述每个分流通道都通向一个反应池,每个反应池都连通一个梯度通道和梯度通道连接的显色池。所述每个反应池都与1条或2条试剂通道相连通,试剂通道与试剂口连接。所述芯片是以个样品口为中心按星形排布各个功能部件。或者以样品口和试剂口各自为中心,分左右个中心,其余各个功能部件在样品口和试剂口的中间排布。
所述第二层,对应同一芯片规格的第一层纸质基片上的位置,加工有显色池、梯度通道、反应池、分流池、分流通道和粘贴有过滤材料。过滤材料制备成双螺旋结构。
所述第三层,对应同一芯片规格的第一层和第二层纸质基片上的位置,加工有显色池、反应池,并且在分流池、分流通道、梯度通道的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件。所述分流池的位置,在分流池与过滤槽连接处,加工粘贴有滤液引流条。滤液引流条在分流池内分成2个以上的滤液分流条,各自朝向一一对应的分流通道;在分流池与每一个分流通道的接口处,都安装有一个定量吸收膜囊。所述定量吸收膜囊内部装有强吸水膨胀材料,外部由防水膜包裹而成,没吸水时其呈扁平状。定量吸收膜囊底部粘贴在第三层的纸质基片上,顶部加工有条形开口,每个滤液分流条的端头下压在一个定量吸收膜囊的条形开口的一半处。定量吸收膜囊的条形开口的另外一半的上方压的是引流条保护膜。所述引流条保护膜与引流条紧密贴合,贴在分流通道的位置处,并伸入分流池内,在定量吸收膜囊处二者上下分开形成一个开口。引流条在口底部被定量吸收膜囊的一半压着,引流条保护膜在口上部压在定量吸收膜囊的条形开口的一半处,并粘贴固定在一起。定量吸收膜囊压在引流条处的底部,加工有膜囊折叠开口。所述滤液分流条在开始压上定量吸收膜囊的上方处,加工有折痕;所述滤液分流条的折痕两旁的分流池底部安装有强吸水材料,强吸水材料与折痕之间有阻挡楞或有间距。所述梯度通道的位置处,粘贴有三个不同亲水浓度的滤纸,从反应池到显色池亲水浓度逐渐增加,即亲水能力逐渐增加;同一个芯片的每一个梯度通道粘贴的亲水性滤纸顺序和规格相同。
所述底层支撑基片,对应同一芯片规格的第一层、第二层和第三层纸质基片上的位置,在显色池、反应池的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件。所述反应池位置处,粘贴的是由先前经过反应试剂浸泡,晾干等处理后的粘贴在基底上的滤纸小圆片,并且反应池的底面是低于分流通道的底面。试剂通过试剂口加入,经试剂通道流入反应池,接口处底面均为试剂通道底面高于反应池底面。所述显色池位置处,粘贴检测不同种或同种重金属离子的显色滤纸;芯片压合后,在显色池内嵌入有避光的锡箔纸。其特征在于,使用方法包含如下步骤。
(1)芯片准备。根据待测重金属离子的种类和数量,以检测1个金属离子,至少同时检测2个试样,2个标准试样作为对照组,共需要4个显色池的标准,选择具有4个或4个以上的显色池规格的芯片,便于对照试验。使用前配置好所需试剂。制备好重金属离子对应的显色滤纸和标准色阶卡。将圆形显色滤纸放入显色池。在反应池对应拟检测的重金属离子,放入相应的含有掩蔽剂的圆形滤纸。
(2)加待测样液。使用时,首先样品口加入定量待检测的石油废水试样液。石油废水试样液经过滤槽,过滤掉其中的烯、烃、油脂等有机物。然后分别进入分流池,被定量分流到分流通道,流入反应池。实验根据石油废水试样液量,滤液互通道上放置断流压片截止滤液互通道的互通,调节流入各个分流池的样液多少。
(3)加反应试剂。反应池有试样液时,分别在不同的试剂口滴加适量反应试剂,再加溶解干扰离子掩蔽剂的去离子水。需要单独加入成对的不同试剂时,用断流压片截止试剂通道的互通。反应试剂和去离子水经试剂通道与处理后的石油废水试样液在反应池混合,当反应池的混合液增加到部分溢出,部分溢出的溶液会流入进入梯度通道。
(4)显色比对。当经过一系列过滤及处理后的石油废水样液分别到达显色池,与显色池内的显色滤纸发生显色反应。在规定的显色时间后,与其相应的标准色阶卡比对,判断重金属含量。
上述技术方案中优选的,所述定量吸收膜囊的底部通过粘贴带粘贴在第三层的纸质基片上,定量吸收膜囊与引流条保护膜用粘贴带贴合。
上述技术方案中优选的,所述第三层的基底用第一层、第二层相同的处理过程,使其具有超疏水性能。最后与底层支撑基片用光固胶依次粘贴上,用紫外光曝光粘合固定。
与现有技术相比,本发明具有下列有益效果:芯片选择和芯片操作灵活多变,适合不同情况下的多种重金属离子的测定;芯片能够精确分流样品。纸基微流控芯片运用双螺旋的碳海绵嵌入在过滤槽中,不仅可以让检测样品与碳海绵接触面积足够大,充分保证了对检测样品中含有的有机物及油类进行吸附,留有的空隙还可使样品顺利向前流动。且本发明设计的多级梯度通道使对样品的吸引力足够大,保证样品能够顺利流入显色槽中。同时,每个梯度通道的亲水性滤纸相同,保证样品可以达到相同流速流入显色槽,控制反应时间,能更好的计时,判断不同时间重金属离子是否能够反应完全与标准色阶进行比对。
附图说明
图1为本发明的一种芯片的主视结构示意图。
图2为本发明的一种芯片第一层基片的主视结构示意图。
图3为本发明的一种芯片第二层基片的主视结构示意图。
图4为本发明的一种梯度通道结构示意图。
图5为本发明的一种芯片的各层基片功能部件的加工示意图。
图6为本发明的一种8通道矩形表面芯片的主视结构示意图。
图7为本发明的一种8通道圆形表面芯片的主视结构示意图。
图8为本发明的一种10通道圆形表面芯片的主视结构示意图。
图9为本发明的一种芯片分流池的主视结构示意图。
图10为本发明的一种芯片定量吸收膜囊的截面未吸样液时的结构示意图。
图11为本发明的一种芯片定量吸收膜囊的截面吸样液后的结构示意图。
图中:1.显色池;2.梯度通道;3.反应池;4.试剂通道;5.试剂口;6.样品口;7.过滤槽;8.分流池;9.分流通道;10.过滤材料;11.第一层;12.第二层;13.第三层;14.滤液互通道;15.滤液引流条;16.强吸水材料;17.折痕;18.滤液分流条;19.条形开口;20.定量吸收膜囊;21.粘贴带;22.引流条保护膜;23.引流条;24.膜囊折叠开口;25.断流压片;26.底层支撑基片。
具体实施例
参照图1至图11中的形状结构,一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,使用的芯片由第一层11、第二层12和第三层13纸质基片和底层支撑基片26组成。所述芯片呈圆形或矩形,由三层形状和尺寸大小一致的、经过超疏水处理的纸质基片粘贴在一起。
所述第一层11,按芯片的不同规格在第一层纸质基片上,加工出贯通纸质基片上下厚度的显色池1、梯度通道2、反应池3、试剂通道4、试剂口5、样品口6、过滤槽7、分流池8、分流通道9、滤液互通道14的形状尺寸。所述样品口6设置在芯片的中心位置,样品口6连接2条以上的过滤槽7,每条过滤槽7的宽度尺寸和长度尺寸一致,保证对样品的过滤效果一致,都通向一个分流池8。每个分流池8都连接2条以上的分流通道9。所述芯片的每个分流池8都通过滤液互通道14串通在一起,或没有加工滤液互通道14,分流池8各自独立不串通。所述每个分流通道9都通向一个反应池3,每个反应池3都连通一个梯度通道2和梯度通道2连接的显色池1。所述每个反应池3都与1条或2条试剂通道4相连通,试剂通道4与试剂口5连接;所述芯片是以1个样品口6为中心按星形排布各个功能部件。或者以样品口6和试剂口5各自为中心,分左右2个中心,其余各个功能部件在样品口6和试剂口5的中间排布。
所述第二层12,对应同一芯片规格的第一层11纸质基片上的位置,加工有显色池1、梯度通道2、反应池3、分流池8、分流通道9和粘贴有过滤材料10。过滤材料10制备成双螺旋结构。例如,过滤材料10选择碳海绵,设计成双螺旋结构,使其嵌入在过滤槽内,使在不堵塞过滤槽的前提下,溶液能够顺利的流入反应池中,而且碳海绵与溶液的接触面积大,使过滤更充分。
所述第三层13,对应同一芯片规格的第一层11和第二层12纸质基片上的位置,加工有显色池1、反应池3,并且在分流池8、分流通道9、梯度通道2的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件。所述分流池8的位置,在分流池8与过滤槽7连接处,加工粘贴有滤液引流条15。滤液引流条15在分流池8内分成2个以上的滤液分流条18,各自朝向一一对应的分流通道9。在分流池8与每一个分流通道9的接口处,都安装有一个定量吸收膜囊20。所述定量吸收膜囊20内部装有强吸水膨胀材料,外部由防水膜包裹而成,没吸水时其呈扁平状。定量吸收膜囊20底部粘贴在第三层13的纸质基片上,顶部加工有条形开口19,每个滤液分流条18的端头下压在一个定量吸收膜囊20的条形开口19的一半处。定量吸收膜囊20的条形开口19的另外一半的上方压的是引流条保护膜22。所述引流条保护膜22与引流条23紧密贴合,贴在分流通道9的位置处,并伸入分流池8内,在定量吸收膜囊20处二者上下分开形成一个开口。引流条23在口底部被定量吸收膜囊20的一半压着,引流条保护膜22在口上部压在定量吸收膜囊20的条形开口19的一半处,并粘贴固定在一起。定量吸收膜囊20压在引流条23处的底部,加工有膜囊折叠开口24。所述滤液分流条18在开始压上定量吸收膜囊20的上方处,加工有折痕17;所述滤液分流条18的折痕17两旁的分流池8底部安装有强吸水材料16,强吸水材料16与折痕17之间有阻挡楞或有间距。保证正常情况下,滤液分流条18的液体不会流到强吸水材料16上,只有当折痕17有积液时,二者才能连通。
发明的定量吸收膜囊20压在引流条23处的底部加工有膜囊折叠开口24,定量吸收膜囊20内部由强吸水膨胀材料和外部防水膜构成。当液体经滤液引流条15的滤液分流条18从条形开口19流入定量吸收膜囊20后,体积变大,上顶滤液分流条18的端头,直至滤液分流条18的端头离开条形开口19,同时上顶引流条保护膜22的端头,由于粘贴膜的作用,打开膜囊折叠开口24,定量吸收膜囊20内的滤液流向引流条23。由于上顶滤液分流条18的端头,导致液体倒流到折痕17处,折痕17处有积液会连通强吸水材料16,积液会迅速被吸走,使滤液分流条18的重量迅速减轻,定量吸收膜囊20会继续上升,从而保证滤液不会返回定量吸收膜囊20。由于定量吸收膜囊20内的吸水材料定量,被吸水性强于定量吸收膜囊20吸水材料的引流条23引流后,在相同一定值的时间下,残余量是一个定值,故引流条23引走的量是一个定值,从而达到每个分流通道9分流的样品滤液是相同的定值,保证了测定精度。
所述梯度通道2的位置处,粘贴有三个不同亲水浓度的滤纸,从反应池3到显色池1亲水浓度逐渐增加,即亲水能力逐渐增加。纸基对水的亲水能力逐渐增加,即对样品的吸引力就越大,使溶液能够顺利流入显色槽中。同一个芯片的每一个梯度通道粘贴的亲水性滤纸顺序和规格相同。保证了四个梯度通道的溶液基本以相同的流速流入显色槽中,提高实验结构的准确性。
所述底层支撑基片26,对应同一芯片规格的第一层11、第二层12和第三层13纸质基片上的位置,在显色池1、反应池3的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件。所述反应池3位置处,分别用相关的试剂,对过滤后的样品含有的干扰离子进行屏蔽或增强色阶反应,保证样品能反应完全提高准确性。反应池3粘贴的是由先前经过反应试剂浸泡,晾干等处理后的粘贴在基底上的滤纸小圆片,并且反应池3的底面是低于分流通道9的底面的高低结构设计,保证过滤的样品能顺利流入反应池。反应池3则是通过试剂口5加入适量试剂,经试剂通道4流入反应池3,接口处底面也均为试剂通道4高反应池3低的高低结构设计。作用是当试剂与样品不能同时流入时,可先储存某种溶液待另一种流入时发生反应,并能防止流入的溶液提前流入梯度通道到达显色池1发生反应。例如,反应池3深度低于通道深度,当两种溶液的流动速度不同时,流速快的溶液先储存在反应池3中,另一种溶液流进与其混合。另外,反应池3的深度低于通道还可防止流入的溶液提前流入梯度通道到达显色池1发生反应。
所述显色池1位置处,粘贴检测不同种或同种重金属离子的显色滤纸,每种显色滤纸均是提前通过不同显色溶液浸泡,悬垂自然晾干,裁剪成显色槽大小的纸基小圆片,使用时取出放入显色槽中,即可对反应池处理后的样品进行显色。这样可以针对不同重金属离子检测,制备出不同的显色滤纸。也能够放置检测同种重金属离子的显色滤纸,多通道反应显色进行对照,保证检测的准确性。由于显色滤纸需避光保存,芯片压合后,在显色池1内嵌入有避光的锡箔纸。使用时再拿出锡箔纸,有利于显色滤纸的保存和检测的准确性。其特征在于,使用方法包含如下步骤。
(1)芯片准备。根据待测重金属离子的种类和数量,以检测1个金属离子,至少同时检测2个试样,2个标准试样作为对照组,共需要4个显色池1的标准,选择具有4个或4个以上的显色池1规格的芯片,便于对照试验。使用前配置好所需试剂。制备好重金属离子对应的显色滤纸和标准色阶卡。将圆形显色滤纸放入显色池1。在反应池3对应拟检测的重金属离子,放入相应的含有掩蔽剂的圆形滤纸。
(2)加待测样液。使用时,首先样品口6加入定量待检测的石油废水试样液;石油废水试样液经过滤槽7,过滤掉其中的烯、烃、油脂等有机物。然后分别进入分流池8,被定量分流到分流通道9,流入反应池3;实验根据石油废水试样液量,滤液互通道14上放置断流压片25截止滤液互通道14的互通,调节流入各个分流池8的样液多少。
(3)加反应试剂。反应池3有试样液时,分别在不同的试剂口5滴加适量反应试剂,再加溶解干扰离子掩蔽剂的去离子水。需要单独加入成对的不同试剂时,用断流压片25截止试剂通道4的互通。反应试剂和去离子水经试剂通道4与处理后的石油废水试样液在反应池3混合,当反应池3的混合液增加到部分溢出,部分溢出的溶液会流入进入梯度通道2。梯度通道2中拼接滤纸,在为溶液提供动力进入显色池1的同时,还将会控制混合液的流速以达到四个显色槽几乎同时显色的目的,同时,也能够继续阻止和沉淀下,以沉淀原理的掩蔽剂的反应掩蔽沉淀物。络合掩蔽的继续用络合沉淀掩蔽剂沉淀,最后到达显色池1的溶液主要是待测重金属离子。
(4)显色比对。当经过一系列过滤及处理后的石油废水样液分别到达显色池1,与显色池1内的显色滤纸发生显色反应;在规定的显色时间后,与其相应的标准色阶卡比对,判断重金属含量。
上述技术方案中优选的,所述定量吸收膜囊20的底部通过粘贴带21粘贴在第三层13的纸质基片上,定量吸收膜囊20与引流条保护膜22用粘贴带21贴合。
上述技术方案中优选的,所述第三层13的基底用第一层11、第二层12相同的处理过程,使其具有超疏水性能。最后与底层支撑基片26用光胶依次粘贴上,用紫外光曝光粘合固定。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,使用的芯片由第一层、第二层和第三层纸质基片和底层支撑基片组成;所述芯片呈圆形或矩形,由三层形状和尺寸大小一致的、经过超疏水处理的纸质基片粘贴在一起;
所述第一层,按芯片的不同规格在第一层纸质基片上,加工出贯通纸质基片上下厚度的显色池、梯度通道、反应池、试剂通道、试剂口、样品口、过滤槽、分流池、分流通道、滤液互通道的形状尺寸;所述样品口设置在芯片的中心位置,样品口的四周连接2条以上的均匀分布的过滤槽,每条过滤槽的宽度尺寸和长度尺寸一致,都各自通向各自对应的一个分流池;每个分流池都连接2条以上的分流通道;所述芯片的每个分流池都通过滤液互通道串通在一起,或没有加工滤液互通道,分流池各自独立不串通;所述每个分流通道都各自通向各自对应的一个反应池,每个反应池都各自连通一个各自对应的梯度通道和梯度通道连接的显色池;所述每个反应池都与1条或2条试剂通道相连通,试剂通道与试剂口连接;所述芯片是以1个样品口为中心按星形排布各个功能部件;或者以样品口和试剂口各自为中心,分左右2个中心,其余各个功能部件在样品口和试剂口的中间排布;
所述第二层,对应同一芯片规格的第一层纸质基片上的位置,加工有显色池、梯度通道、反应池、分流池、分流通道和粘贴有过滤材料;过滤材料制备成双螺旋结构;
所述第三层,对应同一芯片规格的第一层和第二层纸质基片上的位置,加工有显色池、反应池,并且在分流池、分流通道、梯度通道的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件;所述分流池的位置,在分流池与过滤槽连接处,加工粘贴有滤液引流条;滤液引流条在分流池内分成2个以上的滤液分流条,各自朝向一一对应的分流通道;在分流池与每一个分流通道的接口处,都安装有一个定量吸收膜囊;所述定量吸收膜囊内部装有强吸水膨胀材料,外部由防水膜包裹而成,没吸水时其呈扁平状;定量吸收膜囊底部粘贴在第三层的纸质基片上,顶部加工有条形开口;每个滤液分流条的端头下压在一个定量吸收膜囊的条形开口的一半处;定量吸收膜囊的条形开口的另外一半的上方压的是引流条保护膜;所述引流条保护膜与引流条紧密贴合,贴在分流通道的位置处,并伸入分流池内,在定量吸收膜囊处二者上下分开形成一个开口;引流条在开口底部被定量吸收膜囊的一半压着,引流条保护膜在开口上部压在定量吸收膜囊的条形开口的一半处,并粘贴固定在一起;定量吸收膜囊在压在引流条处的底部处,加工有膜囊折叠开口;所述滤液分流条在开始压上定量吸收膜囊的上方处,加工有折痕;所述滤液分流条的折痕两旁的分流池底部安装有强吸水材料,强吸水材料与折痕之间有阻挡楞或有间距,保证正常情况下,滤液分流条的液体不会流到强吸水材料上,只有当折痕有积液时,二者才能连通;所述梯度通道的位置处,粘贴有三个不同亲水浓度的滤纸,从反应池到显色池亲水浓度逐渐增加,即亲水能力逐渐增加;同一个芯片的每一个梯度通道粘贴的亲水性滤纸顺序和规格相同;
所述底层支撑基片,对应同一芯片规格的第一层、第二层和第三层纸质基片上的位置,在显色池、反应池的位置上分别加工粘贴有不同功能的部件;所述反应池位置处,粘贴的是由先前经过反应试剂浸泡,晾干处理后的粘贴在基底上的滤纸小圆片,并且反应池的底面是低于分流通道的底面;试剂通过试剂口加入,经试剂通道流入反应池,试剂通道底面高于反应池底面;所述显色池位置处,粘贴检测不同种或同种重金属离子的显色滤纸;芯片压合后,在显色池内嵌入有避光的锡箔纸;其特征在于,使用方法如下:
(1)芯片准备:根据待测重金属离子的种类和数量,以检测1个金属离子,至少同时检测2个试样,2个标准试样作为对照组,共需要4个显色池的标准,选择具有4个或4个以上的显色池规格的芯片,便于对照试验;使用前配置好所需试剂;制备好重金属离子对应的显色滤纸和标准色阶卡;将圆形显色滤纸放入显色池;在反应池对应拟检测的重金属离子,放入相应的含有掩蔽剂的圆形滤纸;
(2)加待测样液:使用时,首先从样品口加入定量的待检测的石油废水试样液;石油废水试样液经过滤槽,过滤掉其中的有机物;然后分别进入分流池,被定量分流到分流通道,流入反应池;实验根据石油废水试样液量,滤液互通道上放置断流压片截止滤液互通道的互通,调节流入各个分流池的样液多少;
(3)加反应试剂:反应池有试样液时,分别在不同的试剂口滴加适量反应试剂,再加溶解干扰离子掩蔽剂的去离子水;需要单独加入成对的不同试剂时,用断流压片截止试剂通道的互通;反应试剂和去离子水经试剂通道与处理后的石油废水试样液在反应池混合,当反应池的混合液增加到部分溢出,部分溢出的溶液会流入进入梯度通道;
(4)显色比对:当经过一系列过滤及处理后的石油废水样液分别到达显色池,与显色池内的显色滤纸发生显色反应;在规定的显色时间后,与其相应的标准色阶卡比对,判断重金属含量。
2.根据权利要求1所述的一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,其特征在于:所述定量吸收膜囊的底部通过粘贴带粘贴在第三层的纸质基片上,定量吸收膜囊与引流条保护膜用粘贴带贴合;所述试剂通道能够加工有断流压片。
3.根据权利要求1所述的一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法,其特征在于:所述第三层的基底用第一层、第二层相同的处理过程,使其具有超疏水性能,最后与底层支撑基片用光固胶依次粘贴上,用紫外光曝光粘合固定;所述底层支撑基片是疏水纸质或是疏水塑料材质。
CN201811047100.4A 2018-09-08 2018-09-08 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法 Active CN109100525B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811047100.4A CN109100525B (zh) 2018-09-08 2018-09-08 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811047100.4A CN109100525B (zh) 2018-09-08 2018-09-08 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109100525A CN109100525A (zh) 2018-12-28
CN109100525B true CN109100525B (zh) 2023-07-28

Family

ID=64865710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811047100.4A Active CN109100525B (zh) 2018-09-08 2018-09-08 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109100525B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110006882B (zh) * 2019-04-03 2021-06-25 山东职业学院 一种检测水体中氮磷含量的微流控芯片及检测方法
CN110411963B (zh) * 2019-08-08 2022-03-01 重庆科技学院 一种水体中重金属离子检测的便捷式分光光度计
CN110426526B (zh) * 2019-08-08 2023-05-12 重庆科技学院 一种用于重金属离子检测的多层微流控芯片
CN110568199B (zh) * 2019-09-12 2022-05-31 重庆科技学院 一种多通道荧光免疫层析检测微流控芯片
CN110568200B (zh) * 2019-09-12 2022-05-31 重庆科技学院 一种联合诊断纸基微流控芯片及检测方法
CN110658166B (zh) * 2019-09-30 2022-03-25 重庆科技学院 微流控芯片及其体系、水体中重金属离子的检测方法
CN111879768B (zh) * 2020-07-30 2022-03-18 上海化工研究院有限公司 一种多功能分段显色的酸碱梯度快速检测瓶及其应用
US11498069B2 (en) 2020-08-31 2022-11-15 International Business Machines Corporation Rapid testing device for wastewater analysis

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009042A2 (en) * 1997-08-13 1999-02-25 Cepheid Microstructures for the manipulation of fluid samples
CN104549589A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 重庆科技学院 一种三基片微球筛选芯片及使用方法
CN106179547A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 西安交通大学 自驱动超高流速激光刻蚀微缝‑纸基微流装置及制备方法
CN106353312A (zh) * 2016-10-09 2017-01-25 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于微流控纸芯片技术的茶多酚含量快速检测方法
CN107096581A (zh) * 2017-06-13 2017-08-29 中国科学院电子学研究所 微流控纸芯片及应用其的检测系统
CN107225006A (zh) * 2017-07-03 2017-10-03 苏州岚轩生物科技有限公司 基于主动控制液体流动的多通量微流控芯片
CN107739706A (zh) * 2017-09-26 2018-02-27 南京岚煜生物科技有限公司 主动控制流路的多通量微流控核酸检测芯片及其使用方法
CN108088841A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 长春理工大学 一种同时检测四种肝功酶的纸基微流控芯片及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050266582A1 (en) * 2002-12-16 2005-12-01 Modlin Douglas N Microfluidic system with integrated permeable membrane

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999009042A2 (en) * 1997-08-13 1999-02-25 Cepheid Microstructures for the manipulation of fluid samples
CN104549589A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 重庆科技学院 一种三基片微球筛选芯片及使用方法
CN106179547A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 西安交通大学 自驱动超高流速激光刻蚀微缝‑纸基微流装置及制备方法
CN106353312A (zh) * 2016-10-09 2017-01-25 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于微流控纸芯片技术的茶多酚含量快速检测方法
CN107096581A (zh) * 2017-06-13 2017-08-29 中国科学院电子学研究所 微流控纸芯片及应用其的检测系统
CN107225006A (zh) * 2017-07-03 2017-10-03 苏州岚轩生物科技有限公司 基于主动控制液体流动的多通量微流控芯片
CN107739706A (zh) * 2017-09-26 2018-02-27 南京岚煜生物科技有限公司 主动控制流路的多通量微流控核酸检测芯片及其使用方法
CN108088841A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 长春理工大学 一种同时检测四种肝功酶的纸基微流控芯片及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109100525A (zh) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109100525B (zh) 一种多通道检测用纸基微流控芯片的使用方法
CN109060793B (zh) 一种多通道检测重金属离子的纸基微流控芯片
US9709538B2 (en) Devices to detect a substance and methods of producing such a device
WO2006058286A3 (en) Device and method for detection of analytes
JP2010513855A5 (zh)
CN109253907B (zh) 一种利用尼罗红染色快速辅助检测水环境样品中微塑料的方法
ATE356354T1 (de) Analytische versuchsanordnung für auf membranen basierende versuche
JPH1078433A (ja) 容量非依存的診断試験担体および被検物質測定のためのその使用方法
CN102128918B (zh) 检测试纸
EP1224451A1 (en) Aquatic passive sampling device and methods for its use
WO2006044957A3 (en) Porous photonic crystal with light scattering domains and methods of synthesis and use thereof
CN111825792A (zh) 制备聚离子薄膜的方法、聚离子薄膜以及检测试剂盒
CN1764841A (zh) 用于测量血清高密度脂蛋白相关胆固醇的测定设备中保留多孔性和生物活性的粘合膜
CN208902613U (zh) 检测重金属离子的纸基微流控芯片
JP2008164520A (ja) 抗原抗体反応を利用した検出装置
CN106323689A (zh) 一种以水质监测为导向的痕量极性有机污染物捕集器
EP1790982A4 (en) Male fertility test
CN106047679A (zh) 一种电气控制的水中微生物浓度检测装置及其使用方法
JPS5790159A (en) Blood analyzer
ATE290689T1 (de) Vorrichtung zur bestimmung des volumens einer einzigen roten blutzelle
RU2426114C1 (ru) Индикаторное тестовое средство для определения микроколичеств веществ
CN111965351A (zh) 一种十种呼吸道病原体联合检测试纸及其制备方法
Voinea et al. Experimental study of biodegradable materials in environmental physics classes
CN102156125A (zh) 用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法
EP0655133A1 (en) Apparatus for the detection of volatile amines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant