检测重金属离子的多层微流控芯片的制作方法

本实用新型涉及一种加入比色纸利用比色法快速检测石油废水中重金属离子浓度的多层微流控芯片。

技术背景

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，会间接的对人体健康造成危害。当今社会，石油废水中重金属的检测倍受欢迎。由于目前检测仪器体积大，操作复杂，不能快速检测的缺点，设计该芯片可以一次检测多种重金属离子，并与制作的标准色阶进行对比来确定石油废水中重金属的浓度，实现了除杂一体化、微量、快速、方便，可携带的特点。

技术实现要素：

本实用新型的形状结构，目的在于提供一种新型的形状结构，多层的结构使得过滤与除油相结合，方便有效地起到了避免大颗粒杂质堵塞检测通道，以及避免了油污、有机物对重金属离子检测的影响。

本使用新型的技术方案为：一种清除石油废水的杂质用于检测其中重金属离子的微流控芯片，由第一层过滤装置、第二层吸收装置、第三层反应装置以及密封垫四部分组成，其特征在于：整个芯片分三层结构，并用小钢针固定、可拆卸，经第一层过滤且有防回流作用、第二层通过安装碳海绵吸收油污、有机物，第三层的反应装置，其中反应槽和滤液收集池的深度都低于分液通道。其中滤液收集池的深度低于分液通道，有助于滤液在四条分液通道的流量基本相同，保证了滤液到达反应槽的量相同，使实验结果更准确；反应槽的深度也低于分液通道，防止了进入反应槽中的滤液回流污染了滤液收集池。密封垫使第一层与第二层、第二层与第三层之间有了更好的密封性，防止漏液。

本实用新型的第一层由进样口、进样通道和过滤网组成，进样口的直径大于进样通道的宽，防止了样品的溢出。过滤网是选用铜质的、凹面型的过滤网，用于过滤石油废水中的大颗粒杂质，防止其堵塞微通道，而且凹面型铜网防止加样过快导致回流。并且在滤液通道及其对侧设有过滤网卡槽一，用于过滤网的固定。

第二层由吸收层、滤液通道和滤液孔组成，吸收层由碳海绵和固定圆筒构成。碳海绵用于石油废水中的油污和有机物的吸收，并且吸附强度非常好，固定圆筒的外直径等于碳海绵的直径。首先将碳海绵放入卡槽二，再将固定圆筒放在碳海绵上，固定圆筒的高度等于卡槽二的高度，有利于碳海绵的固定。

第三层由滤液收集池、分液通道和反应槽组成，滤液收集池的深度低于分液通道，当滤液填满分液通道与滤液收集池的高度差时，滤液通过溢出的方式流入四个反应槽中，保证了每个分液通道的流量。其次反应槽的深度也低于分液通道，当滤液流入反应槽与比色纸反应显色后，防止滤液过将显色的滤液回流到滤液收集池中。最后，将第一层、密封垫、第二层、密封垫和第三层依次组装，并用金钢针固定。

与现有技术相比，本实用新型具有下列有益效果：该微流控芯片结构的设计采用了多层过滤吸收系统，使石油废水的除杂更有效，尽可能的排除了其他物质对实验的影响；第三层反应装置设计有滤液均分装置和防倒流装置，提高了微流控检测的准确性；该微流控芯片还配有固定槽，能实现微流控芯片的可拆卸，方便清洗和换取比色纸，而且本实用新型体积小，可用于环境的实时、连续监测。

附图说明

图1为本实用新型的第一层俯视结构示意图。

图2为本实用新型的第二层俯视结构示意图。

图3为本实用新型的第三层俯视结构示意图。

图4为本实用新型的主视图。

图中：1.进样口；2.进样通道；3.滤网卡槽；4.固定孔；5.出样口；6.二层进样口；7.固定圆筒；8.滤液通道；9.滤液排出口；10.反应检测池；11.滤液收集池；12.分液通道；13.密封垫；14.圆筒卡槽；15.固定针。

具体实施例

参照图1至图4中的形状结构，一种检测重金属离子的多层微流控芯片，其特征在于：所述芯片呈矩形或圆形，由三层形状和尺寸大小一致的、透明材质的基片贴合在一起，用固定针15通过固定孔4固定，并能够拆卸。

所述第一层的基片，在圆形或矩形的基片一侧上面加工有进样口1，进样通道2的一端连接进样口1。其另一端与出样口5连接。出样口5内加工有滤网卡槽3，滤网卡槽3安装有凹面型的过滤网。所述进样口1的直径尺寸大于进样通道2的宽度尺寸，进样口1的底面水平面低于进样通道2的底面水平面。进样口1的直径大于进样通道2的宽，防止了样品的溢出。过滤网是选用铜质的、凹面型的过滤网，用于过滤石油废水中的大颗粒杂质，防止其堵塞微通道，而且凹面型铜网防止加样过快导致回流。并且在出样口5设计滤网卡槽3，用于过滤网的固定。所述第一层上加工的所有功能区构件，均在圆形的基片一侧，不超过第一层总上表面积的2/3。第一层上加工的所有功能区构件的集中布置，有利于给第三层的基片的检测功能构件留出便于上下观察的检测区域。

所述第二层在对应第一层的出样口5的位置加工有二层进样口6。二层进样口6是上下贯通第二层基片的圆柱状通道。在二层进样口6的上半部圆柱状侧壁上加工有一个圆筒卡槽14，能够安装固定配合使用的固定圆筒7，固定圆筒7固定二层进样口6中部位置的一个有机物吸收过滤网。例如：通过安装碳海绵吸收油污、有机物。有机物吸收过滤网由碳海绵和固定圆筒7构成。碳海绵用于石油废水中的油污和有机物的吸收，并且吸附强度非常好，固定圆筒7的外直径等于碳海绵的直径。首先将碳海绵放入圆筒卡槽14，再将固定圆筒7放在碳海绵上，固定圆筒7的高度等于圆筒卡槽14的高度，有利于碳海绵的固定。二层进样口6朝向第一层没有加工部件这一侧的中间方向上，在第二层的基片底部加工有滤液通道8。滤液通道8通往滤液排出口9。滤液排出口9是一个开口向下圆柱形，与第三层的滤液收集池11相通，位置对应在第一层没有加工部件这一侧的中心处。

所述第三层在对应第一层没有加工部件这一侧的中心处，加工有一个圆形滤液收集池11，滤液收集池11与滤液排出口9之间安装有一个过滤网。滤液收集池11的圆周上均匀分布加工有4条向外呈花瓣状发散的分液通道12。每条分液通道12的各项尺寸参数一致，其端头都连通到一个反应检测池10。反应检测池10用来放置与重金属离子反应显色的比色纸。反应检测池10和滤液收集池11的底部水平面都低于分液通道12的底部水平面。滤液收集池11的深度低于分液通道12，当滤液填满滤液收集池11滤液收集池11与分液通道12有高度差时，滤液通过溢出的方式流入各个反应检测池10中，保证了每个分液通道12的流量到达反应检测池10的量相同，使实验结果更准确。反应检测池10的深度也低于分液通道12。防止了进入反应检测池10的滤液回流污染了滤液收集池11。例如，当滤液流入反应检测池10与池中的比色纸反应显色后，防止滤液将显色的滤液回流到滤液收集池中。反应检测池10放置的重金属离子反应显色的比色纸，显色反应后，与制作的标准色阶板进行对比，来确定石油废水中重金属的浓度。本实用新型具有微量、快速、方便，可携带的特点。

上述技术方案中心，所述第一层、第二层、第三层固定时，相互之间都安装有密封垫13。密封垫13使第一层与第二层、第二层与第三层之间有了更好的密封性，防止漏液。最后，将第一层、密封垫、第二层、密封垫和第三层依次组装，并用钢针固定。