用于连续监测水中铬的微流控芯片及包含它的测铬装置的制造方法_2

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,从而可以准确地进行铬浓度的分析。
[0035] 此外,铬(III)的校准曲线的斜率2倍于总铬的校准曲线的斜率,因此只用总铬的 校准曲线就能分析铬(III)和铬(IV)的浓度,从而可以缩短分析时间。
[0036] 本实施例的微流控芯片用吸光材料制成,以防周围的光线进入到检测器,从而可 以得到高灵敏度的稳定的化学发光信号,容易应用于现场。
【附图说明】
[0037] 图1是示出本发明一实施例的微流控芯片上板的俯视图。
[0038] 图2是示出本发明一实施例的微流控芯片下板的俯视图。
[0039] 图3是示出本发明一实施例的测铬装置的结构图。
[0040] 图4a示出基于化学发光试剂中有无0.1 M溴离子以及铬(IV)浓度的化学发光信 号。
[0041] 图4b示出基于化学发光试剂中有无0.1 M溴离子的铬(IV)的校准曲线。
[0042] 图5示出基于由黑色微流控芯片和透明微流控芯片得到的铬(IV)浓度的化学发 光信号。
[0043] 图6是对出现在检测通道的500ppb铬(III)的化学发光用冷却型CXD(Cooled (XD)照相机进行观察的照片。
[0044] 图7a示出基于试剂混合通道长度变化的铬(IV)的化学发光信号。
[0045] 图7b示出基于试剂混合通道长度变化的铬(IV)的校准曲线。
[0046] 图7示出化学发光信号,这些化学发光信号是在还原通道更长于试剂混合通道的 微流控芯片(微流控芯片A)和还原通道与试剂混合通道的长度相同的微流控芯片(微流 控芯片B),用1000 ppb总铬中铬(III)和铬(IV)的比例不同的标准试样来测定的。
[0047] 图8a示出基于注入还原剂而得到的铬(III)和铬(IV)浓度的化学发光信号。
[0048] 图8b示出注入还原剂而得到的铬(III)和铬(IV)的校准曲线。
[0049] 图9a示出基于总铬和铬(III)浓度的化学发光信号。
[0050] 图9b示出总铬和铬(III)的校准曲线。
[0051] 图10示出基于混合有铬(III)和铁(II)的试样中有无 EDTA以及有无还原剂的 铬(III)的化学发光信号。
[0052] 图11示出混合有铬(III)和铁(II)的试样中注入蒸馏水而得到的铬(III)的化 学发光信号。
【具体实施方式】
[0053] 下面,参照附图详细说明本发明的实施例,以使本发明所属领域的技术人员容易 实施本发明。本发明能够以各种不同方式实施,并不限于下述实施例。
[0054] 图1是示出本发明一实施例的微流控芯片上板的俯视图,图2是示出本发明一实 施例的微流控芯片下板的俯视图。
[0055] 本实施例的微流控芯片30包括上板(第一基板)10和下板(第二基板)20。上板 10为方板形状,上板10上形成有试样注入口 11、还原剂注入口 12、第一试剂注入口 13及第 二试剂注入口 14。而且,试样注入口 11上形成有用于与试样注入管52结合的连结部31, 还原剂注入口 12上形成有用于与还原剂注入管53结合的连结部32。
[0056] 第一试剂注入口 13上形成有用于与试剂注入管54结合的连结部34,第二试剂注 入口 14上形成有用于与试剂注入管55结合的连结部35。
[0057] 另外,上板10上形成有试样通道11a、还原剂通道12a、第一试剂通道13a、第二试 剂通道14a、还原通道15、试剂混合通道16及检测通道17。试样注入口 11与试样通道Ila 连接,还原剂注入口 12与还原剂通道12a连接。通过试样注入口 11注入含有铬的试样,通 过还原剂注入口 12注入用于还原铬(IV)的亚硫酸钾等还原剂。
[0058] 试样通道Ila和还原剂通道12a与还原通道15连接,在还原通道15中试样和还 原剂被混合,包含在试样中的铬(IV)被还原剂还原成铬(III)。还原通道15重叠配置且 一侧端部与另一侧端部交互连接。还原通道15的一侧端部与试样通道Ila及还原剂通道 12a连接,而另一侧端部与检测通道17连接。
[0059] 第一试剂注入口 13与第一试剂通道13a连接,第二试剂注入口 14与第二试剂通 道14a连接。可由第一试剂注入口 13注入溶解于碱性条件缓冲溶液的鲁米诺、溴离子及 Η)ΤΑ,可由第二试剂注入口 14注入溶解在用于溶解所述鲁米诺的碱性条件缓冲溶液中的 过氧化氢、溴离子及EDTA。
[0060] 第一试剂通道13a及第二试剂通道14a与试剂混合通道16连接,在试剂混合通道 16中鲁米诺和过氧化氢被混合。试剂混合通道16重叠配置且一侧端部与另一侧端部交互 连接。试剂混合通道16的一侧端部与第一试剂通道13a及第二试剂通道14a连接,而另一 侧端部与检测通道17连接。
[0061] 检测通道17的一侧端部与还原通道15和试剂混合通道16连接,而另一侧端部上 形成有排出口 18,以便排出用于反应的试剂和试样。排出口 18上形成有连结部33,以便与 排出管结合。
[0062] 检测通道17重叠配置且一侧端部与另一侧端部交互连接。重叠的检测通道17的 长度从中央越向两边侧端越减小,检测通道17的中心配置成与圆形检测部21的中心对齐。
[0063] 检测通道17的一侧端部与还原通道15和试剂混合通道16并联连接,因此在检测 通道中相遇的试样和试剂被混合,从而消除试样中的干扰效果,同时产生化学发光反应。
[0064] 还原通道15的长度是试剂混合通道16长度的2倍至6倍。由此,铬(IV)可经还 原通道15均被还原剂还原成铬(III)。而且,由于试剂混合通道16的长度形成得较短,使 得在试剂混合通道16中发生的化学发光的损失减少到最低,从而能够以低检测极限和高 灵敏度对铬进行检测。
[0065] 连结部31、32、33、34、35由聚合物或管子(tubing)等形成,并且具有孔洞以便管 或管道能够易于装卸地结合。
[0066] 上板10可由具有吸光性的聚合物形成,特别是可由黑色聚二甲基硅氧烷(PDMS, polydimethylsiloxane)形成。但,上板10可由具有吸光性的各种颜色的材料形成,或者可 被染成具有吸光性的颜色。
[0067] 此外,在下板20中与上板10的检测通道17对应的下部形成有检测部21。下板 20由黑色的PDMS形成,检测部21填充有透明PDMS以便由化学发光反应产生的光线透过。 检测部21可通过在黑色PDMS形成孔洞后注入透明PDMS的方式形成。但,下板20被染色 时,只有检测部不会被染色而形成为透明。
[0068] 如上所述,当上板10和下板20形成为具有吸光性,就会吸收从外部射入的光线, 从而可以得到稳定的化学发光信号,而且可以提高检测极限和灵敏度。
[0069] 下面,对上板10和下板20的制造方法进行说明。在准备好的硅晶片上旋涂光刻 胶后,放置光掩模的状态下照射紫外线,再经固化及显影而形成阳刻图案。
[0070] 形成有阳刻图案的硅晶片上浇注黑色PDMS经固化后,将上板10从晶片分离就能 得到形成有阴刻图案的黑色PDMS上板。下板20也采用与上板10相同的方法制造。
[0071] 对于上板10和下板20,其结合部分通过电弧放电进行表面处理后,以上板10的检 测通道17的中心与下板20的检测部21的中心对齐的方式进行结合。
[0072] 试样和还原剂经还原通道15移动到检测通道17,试剂经试剂混合通道16移动到 检测通道17,从而引起化学发光反应。在检测通道17引起化学发光反应后的试样和试剂移 动到排出口 18。
[0073] 图3是示出本发明一实施例的测铬装置的结构图。
[0074] 参照图3可知,本实施例的测铬装置,包括插设于形成外形的壳体41内且配置在 检测部21下方的检测器42、微流控芯片30以及向微流控芯片30供应试样和试剂的供应 部51。壳体41形成为略呈长方体的箱子形状。壳体41由染成黑色的金属形成以便吸收光 线,微流控芯片30固设于壳体41的上面。由此,阻断外部光线进入检测器42,进而只有经 化学发光反应产生的光线通过检测部21射入检测器42。
[0075] 另外,设于试样注入口 11的连结部31上接设有试样注入管52,设于还原剂注入口 12的连结部32上接设有还原剂注入管53。而且,设于第一试剂注入口 13的连结部34上 接设有第一试剂注入管54,设于第一试剂注入口 14的连结部35上接设有第二试剂注入管 55〇
[0076] 供应部51上设有蠕动栗,供应部51向试样注入管52供应试样,并向还原剂注入 管53供应亚硫酸钾。而且,供应部51向第一试剂注入管54供应鲁米诺,并向第二试剂注 入管55供应过氧化
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