一种用于检测微污染物的微流控芯片的制作方法

本发明涉及单片机技术领域，尤其涉及一种用于检测微污染物的微流控芯片。

背景技术：

近几年随着工业的发展，人类活动做造成的环境污染现象越来越严重。重各种污染来源非常多，煤炭中的重金属在燃烧后会污染大气系统，未经处理的工业废水非法排放后会污染河流，船舶表面的油漆也会由于时间的积累剥落掉入海中，还有就是一些货船在行驶中发生事故导致的大量石油等的泄露以及海洋石油钻井平台输送管道的破裂都会导致大量的重金属污染物流入海洋中，造成严重的污染。这些污染物会进入生物的体内并聚集，最后以食物为媒介进入人体，严重危害人体健康。因此环境污染检测就显得尤为重要。

现在的环境污染检测设备有诸多不便：①设备大都体积庞大而无法随身携带，检测是需要人工到特定位置提取样本。②检测时间、频次受人为限制，无法实时检测。③检测流程繁琐费时。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种用于检测微污染物的微流控芯片。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种用于检测微污染物的微流控芯片，其特征在于：包括第一亚克力板和第二亚克力板；在第一亚克力板上有雕刻的九个沟槽，用于存储检测液并提供检测空间，其中第一个槽～第七个槽为存放检测物和待测物的，第八个槽用来存放废液，第九个槽用来进行反应；第二亚克力板盖于第一亚克力板上，用强力胶将两块板紧密贴合，板上相应位置会打孔，通过吸盘与软管连接，并接到气泵上，孔径为1.5mm，驱动部分由9个气泵，其中第一个气泵～第七个气泵为吹气泵，第八个气泵为吹气/吸气泵，按需求切换工作状态，吹气时可以将一定量的液体吹入指定槽内，持续吹气便可进行搅拌，而吸气时主要用于将废液吸入第八个槽，由单片机控制各个气泵的工作，以吹气、吸气的方式来实现混合、搅拌、排废。

优选地，第一个槽～第七个槽，深2mm，长35mm，宽3mm；第八个槽、第十个槽深2mm，长40mm，宽30mm；第九个槽深2mm，长30mm，宽30mm，沟道宽1mm，深2mm。

本发明的有益效果是:相对于现有技术，本装置小巧便携，结构简单，成本低，稳定性强，使用周期长，且对检测无干扰。

附图说明

图1为第一亚克力板的结构示意图；

图2为第二亚克力板的结构示意图；

图3为微流控芯片平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。如图1-图2所示，一种用于检测微污染物的微流控芯片，采用两块亚克力板拼合起来形成密封沟槽用于存储液体和混合反应，亚克力板具有耐候性、耐酸碱性好，寿命长，抗冲击力强等诸多优点。槽1为dna，槽2为30nm金纳米颗粒，槽3为2-萘硫酚，槽4为三(2-羧乙基)膦盐酸盐(tcep)，槽5为磷酸盐缓冲液(pbs)，槽6为氯化钠(nacl)，槽7为待测物(如汞离子)。

如图3所示，首先，通过气泵2将槽2中的金纳米颗粒吹入反应槽中，然后通过气泵3将槽3中的2-萘硫酚吹入反应槽9中，之后利用气泵8继续进行吹气操作，用来搅匀这两种物质，使之充分混合，吹出的气体将从孔9排出。之后利用气泵5将槽5中的磷酸盐缓冲液吹入反应槽中，维持溶液的ph值，使之保持在中性。之后静置，五分钟后，利用气泵1和气泵4将槽1和槽4中的dna和三(2-羧乙基)膦盐酸盐同时吹入反应槽中，然后进行吹气操作来进行搅拌，充分混合。tcpe的作用就是活化dna链，使dna链可以结合到金纳米颗粒表面。静置反应，五分钟后将槽6中的氯化钠吹入反应槽中。然后继续用气泵8吹气，充分搅拌后，静置四个小时，使dna链老化，能在金纳米颗粒表面直立起来。然后最后一步就是将槽7中的待测物——汞离子，加入到溶液中进行反应。dna链有一端有巯基，这个基团可以固定到金纳米颗粒表面，和金结合后形成金巯键，当加入汞离子之后，dna就会被吸到一起，同时金纳米颗粒也会被吸到一起，产生聚集，聚集以后金纳米颗粒上的2-萘硫酚就会产生拉曼信号，待半小时后进行sers检测，将激光束对准反应槽，得出2-萘硫酚的拉曼光谱图，便可检测到汞离子。

整个微流控芯片是竖直放置的，沟道的回旋设计可以保证沟槽内的液体不会随意流动，两个亚克力板贴合紧密，沟槽之间不会形成串流。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种用于检测微污染物的微流控芯片，其特征在于：包括第一亚克力板和第二亚克力板；在第一亚克力板上有雕刻的九个沟槽，用于存储检测液并提供检测空间，其中第一个槽～第七个槽为存放检测物和待测物的，第八个槽用来存放废液，第九个槽用来进行反应；第二亚克力板盖于第一亚克力板上，用强力胶将两块板紧密贴合，板上相应位置会打孔，通过吸盘与软管连接，并接到气泵上，孔径为1.5mm，驱动部分由9个气泵，其中第一个气泵～第七个气泵为吹气泵，第八个气泵为吹气/吸气泵，按需求切换工作状态，吹气时可以将一定量的液体吹入指定槽内，持续吹气便可进行搅拌，而吸气时主要用于将废液吸入第八个槽，由单片机控制各个气泵的工作，以吹气、吸气的方式来实现混合、搅拌、排废。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测微污染物的微流控芯片，其特征在于：第一个槽～第七个槽，深2mm，长35mm，宽3mm；第八个槽、第十个槽深2mm，长40mm，宽30mm；第九个槽深2mm，长30mm，宽30mm，沟道宽1mm，深2mm。

技术总结
本发明涉及单片机技术领域，尤其涉及一种用于检测微污染物的微流控芯片，其特征在于：包括第一亚克力板和第二亚克力板；在第一亚克力板上有雕刻的九个沟槽，用于存储检测液并提供检测空间，其中第一个槽～第七个槽为存放检测物和待测物的，第八个槽用来存放废液，第九个槽用来进行反应。本装置小巧便携，结构简单，成本低，稳定性强，使用周期长，且对检测无干扰。

技术研发人员：邹强;雷志明
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2019.03.28
技术公布日：2020.10.09