CN203299129U - 一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，包括微流控芯片（1）、Z形微量流通池（2），检测装置（3）及加热装置（4），所述微流控芯片（1）包含两个入口和一个出口，两个入口分别是含甲醛吸收液注入口和显色剂注入口，每个入口配置一个与所述微流控芯片（1）表面垂直的溶液池，所述出口连接内径为1mm的细管至所述Z形微量流通池（2）的入口，所述Z形微量流通池（2）与微流控芯片（1）并排置于加热装置（4）上。本装置将微流控芯片技术与光学检测技术相结合，既能发挥传统化学显色方法的准确定量能力，又能发挥微流控芯片技术试样量小、灵敏度可靠性高的特点。同时不用动力驱动，实现绿色、定量检测。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护领域，具体涉及一种基于微流控芯片的甲醛检测装置。
背景技术
甲醛常温下是一种无色、具有强烈刺激性的气体，大量存在于室内空气、装潢材料、纺织品、食品、废水及化妆品等中，已成为重要的环境污染物之一。近几年有关医学已确定甲醛具有致癌和致基因突变性。
如何准确、快速地测定的甲醛含量，对于及时预警、保障人体健康具有重要的意义。目前，甲醛检测的方法和设备多种多样，包括经典的化学测定法以及快速检测设备，甚至是快速检测试纸、试液。但经典化学方法不仅耗时、耗费试剂、污染大；而快速检测设备只能半定量，测定值无法作为准确定量的依据。因此，开发一种既能精确定量，又能尽量少耗费试剂的甲醛检测方法非常有必要。
微流控芯片是将化学和生物等领域涉及的基本操作单元集成到一块几平方厘米甚至更小的芯片上，由网络化的微米级通道贯穿整块芯片，用以取代常规化学和生物实验各种功能的技术平台。微流控芯片与光学检测集成系统具有待测试样用量小，灵敏度和可靠性极高，检测成本低，自动化程度高等特点。同时光检测方法还具有良好的选择性和较宽的线性范围。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，包括微流控芯片、Z形微量流通池，检测装置及加热装置，所述微流控芯片包含两个入口和一个出口，两个入口分别是含甲醛吸收液注入口和显色剂注入口，每个入口配置一个与所述微流控芯片表面垂直的溶液池，所述出口连接内径为1 mm的细管至所述Z形微量流通池的入口，所述Z形微量流通池与微流控芯片并排置于加热装置上。
进一步的，所述加热装置是加热板。
进一步的，所述微流控芯片的尺寸为5cm×10 cm。
进一步的，所述微流控芯片的通道截面尺寸为200 μm深×600 μm宽，长度为60 cm，前三分之一段为城墙状混合型通道，后三分之二段为直通道。
进一步的，所述Z形微量流通池的后端接缓冲瓶，缓冲瓶的后端接注射器。
进一步的，所述检测装置为便携式光谱仪，配备激光光源及衰减器。
本实用新型的基于微流控芯片的甲醛检测装置将微流控芯片技术与光学检测技术相结合，既能发挥传统化学显色方法的准确定量能力，又能发挥微流控芯片技术试样量小、灵敏度可靠性高的特点。同时不用动力驱动，实现绿色、定量检测。
附图说明
图1是本实用新型的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，包括微流控芯片1、Z形微量流通池2，检测装置3及加热装置4，加热装置4可以是加热板，微流控芯片尺寸约为5×10 cm，包含两个入口和一个出口，两个入口分别是含甲醛吸收液注入口和显色剂注入口，入口在正面，每个入口配一个与微流控芯片1表面垂直的溶液池，可容纳300 μL溶液；出口在反面，便于溶液随重力作用流出，并连接内径为1 mm的Teflon细管至Z形微量流通池2的入口。芯片1通道截面尺寸为200 μm深×600 μm宽，长度约为60 cm，前三分之一段为城墙状混合型通道，便于显色剂与吸收液充分混合，后三分之二段为直通道，用于显色反应。Z形微量流通池2与微流控芯片1并排置于加热板上，中心液面水平位置略低于微流控芯片1的液面1~2 mm，加热板温度从室温到100℃可控。Z形微量流通池后端接缓冲瓶5，用于容纳反应后流出的溶液，缓冲瓶5后端接注射器6，用于闭合管路及使用后清洗。检测装置3为便携式光谱仪，配备激光光源7及衰减器8，光源波长范围为300~900 nm，光纤内部光路直径为1 mm，用便携光谱仪接收特定波长下不同时间的光谱信号。该信号可用USB传输至计算机9进行数据收集和处理。
本装置可利用《公共场所空气中甲醛测定方法》（GB/T 18204.26-2000）以及《水质甲醛的测定乙酰丙酮分光光度法》（HJ 601-2011）为原理，利用微流控芯片反应速率快、试剂用量省的特点，在芯片通道内实现快速显色反应并在微量流通池中用便携式光谱检测装置检测光谱信号。
使用实例一：
打开加热板开关，加热稳定至80℃；从微流控芯片的两个入口分别注入300 μL的显色剂，用于排出芯片及流通池管路内部空气；待溶液开始进入缓冲瓶并观察溶液注入口液面至低位后（体系中的死体积约为300~400 μL），封闭管路与注射器接口，稳定光谱信号；待光谱信号稳定，将300 μL含甲醛吸收液（酚试剂）注入微流控芯片的其中一个进液口，同时在另一进液口注入300 μL酸性硫酸铁铵溶液（GB/T 18204.26-2000），打开注射器6与管路的接口，让两种溶液在重力作用下流入微流控芯片1，相遇后合并通过城墙状通道以便充分混合，并在后续通道中完成显色反应，到达Z形微量流通池2。当溶液注入口的液面接近芯片表面时，封闭注射器与管路的接口，待光谱仪信号稳定后读数。
使用实例二：
打开加热板开关，加热稳定至80℃；从微流控芯片的两个入口分别注入300 μL的显色剂，用于排出芯片及流通池管路内部空气；待溶液开始进入缓冲瓶5并观察溶液注入口液面至低位后（体系中的死体积约为300~400 μL），封闭管路与注射器6接口，稳定光谱信号；待光谱信号稳定，将300 μL含甲醛水溶液注入微流控芯片的其中一个进液口，同时在另一进液口注入300 μL乙酰丙酮溶液（HJ 601-2011），打开注射器6与管路的接口，让两种溶液在重力作用下流入微流控芯片1，相遇后合并通过城墙状通道以便充分混合，并在后续通道中完成显色反应，到达Z形微量流通池2。当溶液注入口的液面接近芯片表面时，封闭注射器6与管路的接口，待光谱仪信号稳定后读数。
以上所述及图中所示的仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，包括微流控芯片（1）、Z形微量流通池（2），检测装置（3）及加热装置（4），其特征在于：所述微流控芯片（1）包含两个入口和一个出口，两个入口分别是含甲醛吸收液注入口和显色剂注入口，每个入口配置一个与所述微流控芯片（1）表面垂直的溶液池，所述出口连接内径为1 mm的细管并连接至所述Z形微量流通池（2）的入口，所述Z形微量流通池（2）与微流控芯片（1）并排置于加热装置（4）上。
2.如权利要求1所述的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，其特征在于：所述加热装置（4）是加热板。
3.如权利要求1所述的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，其特征在于：所述微流控芯片（1）的尺寸为5cm×10 cm。
4.如权利要求1所述的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，其特征在于：所述微流控芯片（1）的通道截面尺寸为200 μm深×600 μm宽，长度为60 cm，前三分之一段为城墙状混合型通道，后三分之二段为直通道。
5.如权利要求1所述的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，其特征在于：所述Z形微量流通池（2）的后端接缓冲瓶（5），缓冲瓶（5）的后端接注射器（6），用于闭合管路及使用后清洗。
6.如权利要求1所述的基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，其特征在于：所述检测装置（3）为便携式光谱仪，配备激光光源（7）及衰减器（8）。
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