CN110161026A - 一种dpd分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片 - Google Patents

一种dpd分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片 Download PDF

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Abstract

一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片。它是圆片状的光学级聚甲基丙烯酸甲酯外壳，内部有反应池、试剂池、微通道、透气孔和固定槽，反应池和试剂池由微通道连通，反应池设有透气与加液孔，保证反应池和试剂池的气压平衡。待测水样从透气与加液孔进入反应池后，在离心力作用下，芯片可以完成水样和试剂的混合、反应、显色过程，最后通过显色进行检测分析。微流控芯片技术不仅降低检测样品与试剂的消耗，而且使分析速度大大提高，分析费用大大降低，还具备设备微型化等特点，为水质余氯检测提供了崭新的技术和平台。

Description

一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片
技术领域
本发明涉及微流控技术、水质检测领域，主要涉及一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片。
背景技术
消毒后余氯浓度是衡量水质是否卫生、安全的重要指标之一。目前，国内外用于水质余氯检测的方法主要有光学分析法、电化学分析法、色谱法等，但是这些设备体积大，成本高、耗时较长，需要专业人员操作、前处理繁琐，难以实现样品的现场快速检测。
发明内容
为了克服现有的余氯检测设备体积大、成本高和耗时长的不足，本发明提供一种采用DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片，在离心力驱动下使得所述芯片内的试剂按照DPD分光光度法中的反应顺序依次反应并生成红色化合物。该芯片不仅可以定量检测余氯，而且降低检测成本，缩短检测时间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述芯片分为三层，均为圆片状的光学级聚甲基丙烯酸甲酯外壳，它们分别通过光学级双面胶粘合。其特征是：所述芯片主体可以分为芯片主体区域A、芯片主体区域B、芯片主体区域C、芯片主体区域D、芯片主体区域E、芯片主体区域F、芯片主体区域G、芯片主体区域H、芯片主体区域I、芯片主体区域J、芯片主体区域K、芯片主体区域L、芯片主体区域M、芯片主体区域N、芯片主体区域O、芯片主体区域P、芯片主体区域Q、芯片主体区域R、芯片主体区域S、芯片主体区域T、芯片主体区域U、芯片主体区域V、芯片主体区域W、芯片主体区域X，这24个区域以所述芯片的中心成中心对称分布，分别占据所述芯片的1/24，并且这24个区域的结构是完全相同的，固定槽位于所述芯片中心，用于固定芯片。反应池内有碘化钾试剂，稀硫酸试剂池2内有稀硫酸试剂包，氢氧化钠试剂池内有氢氧化钠试剂包，磷酸缓冲液试剂池有磷酸缓冲液试剂包，DPD试剂池内有DPD试剂包。稀硫酸试剂池通过第一微通道与反应池连接，氢氧化钠试剂池通过第二微通道与反应池连接，磷酸缓冲液试剂池通过第三微通道与反应池连接，DPD试剂池通过第四微通道与反应池连接，透气与加液孔通过第五微通道和反应池连接。
优选地，所述芯片水平放置，其特征在于：所述芯片底板1和芯片盖板3的厚度为0.5～1mm，所示芯片主体2厚度为2.5～4mm，所述芯片的第一微通道203的宽度为0.3-0.0.6mm，所示芯片的第二微通道2014的宽度为0.4～0.8mm，所述芯片的第三微通道206宽度为0.3-0.6mm，所述芯片的第四微通道2011宽度为0.2-0.6mm，所述芯片的第五微通道2016宽度为0.4-1mm。所述的反应池201、稀硫酸试剂池204、氢氧化钠试剂池2013、磷酸缓冲液试剂池207的形状均为圆形，DPD试剂池2010为椭圆形。
采用上述技术方案后，把DPD分光光度法测定水质中余氯的过程集成到所述芯片内部，结构简单，降低检测成本，缩短检测时间，有助于水质余氯检测设备微型化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明的进一步说明。
图1是本发明提供的一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片模型爆炸图。
图2是本发明提供的一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片主体结构示意图。
图3是本发明提供的一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片主体区域A的局部放大图。
图1中，1.芯片底板，2.芯片主体，3.芯片盖板。
图2中，20.芯片主体区域A，21.芯片主体区域B，22.芯片主体区域C，23.芯片主体区域D，24.芯片主体区域E，25.芯片主体区域F，26.芯片主体区域G，27.芯片主体区域H，28.芯片主体区域I，29.芯片主体区域J，210.芯片主体区域K，211.芯片主体区域L，212.芯片主体区域M，213.芯片主体区域N，214.芯片主体区域O，215.芯片主体区域P，216.芯片主体区域Q，217.芯片主体区域R，218.芯片主体区域S，219.芯片主体区域T，220.芯片主体区域U，221.芯片主体区域V，222.芯片主体区域W，223.芯片主体区域X，224.固定槽。
图3中，201.反应池，202.碘化钾试剂，203.第一微通道，204.稀硫酸试剂池，205.稀硫酸试剂包，206.第三微通道，207.磷酸缓冲液试剂池，208.磷酸缓冲液试剂包，209.DPD试剂包，2010.DPD试剂池，2011.第四微通道，2012.氢氧化钠试剂包，2013.氢氧化钠试剂池，2014.第二微通道，2015.透气与与加液孔，2016.第五微通道。
具体实施方式
结合图1、图2和图3，所述芯片分为三层，均为圆片状的光学级聚甲基丙烯酸甲酯外壳，分别是芯片底板1、芯片主体2、芯片盖板3，它们分别通过光学级双面胶粘合。所述芯片主体2可以分为芯片主体区域A20、芯片主体区域B21、芯片主体区域C22、芯片主体区域D23、芯片主体区域E24、芯片主体区域F25、芯片主体区域G26、芯片主体区域H27、芯片主体区域I28、芯片主体区域J29、芯片主体区域K210、芯片主体区域L211、芯片主体区域M212、芯片主体区域N213、芯片主体区域O214、芯片主体区域P215、芯片主体区域Q216、芯片主体区域R217、芯片主体区域S218、芯片主体区域T219、芯片主体区域U220、芯片主体区域V221、芯片主体区域W222、芯片主体区域X 223，这24个区域以所述芯片的中心成中心对称分布，分别占据所述芯片的1/24，并且这24个区域的结构是完全相同的，固定槽224位于所述芯片中心。反应池201内有碘化钾试剂202，稀硫酸试剂池204内有稀硫酸试剂包205，氢氧化钠试剂池2013内有氢氧化钠试剂包2012，磷酸缓冲液试剂池207有磷酸缓冲液试剂包208，DPD试剂池2010内有DPD试剂包209。稀硫酸试剂池204通过第一微通道203与反应池201连接，氢氧化钠试剂池2013通过第二微通道2014与反应池201连接，磷酸缓冲液试剂池207通过第三微通道206与反应池201连接，DPD试剂池2010通过第四微通道2011与反应池201连接，透气与加液孔2015通过第五微通道2016和反应池201连接。
具体实施，所述芯片使用时，最佳实施例的具体步骤如下
步骤一：取出所述芯片，待检水样通过透气与加液孔2016加入反应池201中，将芯片放入相应的离心设备中，待检水样与反应池201中预埋的碘化钾202混合2min；
步骤二：在离心速度600r/min离心10s，稀硫酸试剂池204内的稀硫酸试剂包205破裂，稀硫酸试剂在离心力作用下，首先通过第一微通道203进入反应池201；
步骤三：在离心速度800r/min离心15s，氢氧化钠试剂池2013内的氢氧化钠试剂包2012破裂，氢氧化钠试剂在离心力作用下，通过第二微通道2014进去反应池201。改变转速至1000r/min离心30s，磷酸缓冲液试剂池207内的磷酸缓冲液试剂包208破裂，磷酸缓冲液试剂在离心力作用下，通过第三微通道206进入反应池201；
步骤四：在离心速度1400r/min离心40s，DPD试剂池2110内的DPD试剂包209破裂，DPD试剂在离心力作用下，通过第四微通道2011进入反应池201。反应2-3分钟；
步骤七：通过对反应池201的吸光度进行检测分析，芯片中24个区域的检测过程相同，24个区域反应池的检测结果的平均值即为最终检测结果。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片，所述芯片分为三层，均为圆片状的光学级聚甲基丙烯酸甲酯外壳，它们分别通过光学级双面胶粘合。其特征是：所述芯片主体2可以分为芯片主体区域A20、芯片主体区域B21、芯片主体区域C22、芯片主体区域D23、芯片主体区域E24、芯片主体区域F25、芯片主体区域G26、芯片主体区域H27、芯片主体区域I28、芯片主体区域J29、芯片主体区域K210、芯片主体区域L211、芯片主体区域M212、芯片主体区域N213、芯片主体区域O214、芯片主体区域P215、芯片主体区域Q216、芯片主体区域R217、芯片主体区域S218、芯片主体区域T219、芯片主体区域U220、芯片主体区域V221、芯片主体区域W222、芯片主体区域X 223，这24个区域以所述芯片的中心成中心对称分布，分别占据所述芯片的1/24，并且这24个区域的结构是完全相同的，固定槽224位于所述芯片中心。反应池201内有碘化钾试剂202，稀硫酸试剂池204内有稀硫酸试剂包205，氢氧化钠试剂池2013内有氢氧化钠试剂包2012，磷酸缓冲液试剂池207有磷酸缓冲液试剂包208，DPD试剂池2010内有DPD试剂包209。稀硫酸试剂池204通过第一微通道203与反应池201连接，氢氧化钠试剂池2013通过第二微通道2014与反应池201连接，磷酸缓冲液试剂池207通过第三微通道206与反应池201连接，DPD试剂池2010通过第四微通道2011与反应池201连接，透气与加液孔2015通过第五微通道2016和反应池201连接。
2.根据权利要求1所述的一种DPD分光光度法检测水中余氯的离心式微流控芯片，所述芯片水平放置，其特征在于：所述芯片底板1和芯片盖板3的厚度为0.5～1mm，所示芯片主体2厚度为2.5～4mm，所述芯片的第一微通道203的宽度为0.3-0.0.6mm，所示芯片的第二微通道2014的宽度为0.4～0.8mm，所述芯片的第三微通道206宽度为0.3-0.6mm，所述芯片的第四微通道2011宽度为0.2-0.6mm，所述芯片的第五微通道2016宽度为0.4-1mm。所述的反应池201、稀硫酸试剂池204、氢氧化钠试剂池2013、磷酸缓冲液试剂池207的形状均为圆形，DPD试剂池2010为椭圆形。
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