重金屬離子檢測芯片制造技術(shù)

本申請公開了一種重金屬離子檢測芯片，該芯片包括基材，該基材上形成有信息識別區(qū)域，該信息識別區(qū)域包括由疏水性圍堰圍成的親水性微通道，該親水性微通道內(nèi)吸附有可與重金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)的顯色劑，所述親水性微通道在發(fā)生一定程度的顏色變化時，其構(gòu)成的圖案及顏色變化作為編碼信息可被識別。本實(shí)用新型專利技術(shù)微流控紙片對重金屬離子的檢測，可以實(shí)現(xiàn)對重金屬離子快速，實(shí)時，便捷化的檢測。整個檢測過程在30s內(nèi)可以完成。這種微流控紙芯片重金屬離子檢測方法可克服傳統(tǒng)重金屬離子檢測儀器復(fù)雜、樣品需求量大、應(yīng)用領(lǐng)域窄、測試成本高等缺點(diǎn)，能夠在線定性與定量檢測重金屬離子。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本申請涉及一種微流控紙芯片，特別是涉及一種重金屬離子檢測芯片。
技術(shù)介紹
中國約50％地表水源受到污染，上百種有機(jī)化合物、重金屬離子進(jìn)入水源，同時地下水源也在氟、砷、鐵、錳等超標(biāo)。含有重金屬離子(鎘、鉻、銅、汞、鎳等)的水被人類飲用，會造成人類患各種疾病，有的甚至?xí)掳Ｋ亟饘匐x子污染是對水環(huán)境造成重金屬離子污染的發(fā)生源。重金屬廢水應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)生地點(diǎn)就地處理，不能同其他廢水混合，如果用含重金屬離子的廢水和污泥對農(nóng)田進(jìn)行農(nóng)田灌溉和施肥，不僅使土壤受到污染，同時會進(jìn)一步污染水體，造成重金屬離子在農(nóng)作物生長和水生生物中的富集和積蓄，通過食物鏈對人體造成嚴(yán)重危害。中國內(nèi)地?zé)o一城市實(shí)現(xiàn)直飲水，燒成開水可殺死微生物污染，但無法去除有機(jī)污染物和重金屬離子。對于重金屬離子的檢測方法，傳統(tǒng)的檢測手段需要借助大型分析儀器，目前較為廣泛的分析儀器有：紫外可見分光光度計、吸收光譜法(AAS)、原子發(fā)射光譜法(AES)、原子熒光光譜法(AFS)和耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)等，這些方法和技術(shù)具有特異性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺陷，例如，儀器價格昂貴、運(yùn)行費(fèi)用高、不易攜帶、無法連續(xù)監(jiān)測及現(xiàn)場測定。微流控紙芯用于重金屬離子快速檢測，有以下特點(diǎn):(1)、成本更低。紙張作為芯片基底價格遠(yuǎn)低于硅，玻璃，高聚物，且加工更簡單，成本更低。(2)、分析系統(tǒng)更易微型化、便攜化。微流控紙芯片可利用毛細(xì)作用為流體驅(qū)動力無需復(fù)雜的驅(qū)動裝置，更容易實(shí)現(xiàn)微型化。(3)、優(yōu)良的生物兼容性。紙芯片大部分由纖維素組成，生物相容性很好。(4)、檢測背景低。紙張為白色基底可作為比色法的良好材質(zhì)。(5)、后處理簡單，無污染。紙張由纖維素組成，使用過后易于處理，可降解，對環(huán)境危害小。能夠?qū)崿F(xiàn)快速、連續(xù)、實(shí)時檢測，且使用的分析儀器簡單，具有微型化，便攜化特點(diǎn)。(6)、靈敏度和準(zhǔn)確度高，選擇性好。微流控紙芯片是一種新興的微流控分析技術(shù)平臺，具有成本低、加工簡易、使用和攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷、食品質(zhì)量控制和環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。然而傳統(tǒng)的微流控紙芯片在檢測分析方法：比色法，化學(xué)發(fā)光法，電化學(xué)法等，常需要借助一些實(shí)驗(yàn)室的儀器以及特殊的分析方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種重金屬離子檢測芯片及其檢測方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：本申請實(shí)施例公開一種重金屬離子檢測芯片，包括基材，該基材上形成有信息識別區(qū)域，該信息識別區(qū)域包括由疏水性圍堰圍成的親水性微通道，該親水性微通道內(nèi)吸附有可與重金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)的顯色劑，所述親水性微通道在發(fā)生一定程度的顏色變化時，其構(gòu)成的圖案及顏色變化作為編碼信息可被識別。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述信息識別區(qū)域還包括編碼信息區(qū)域，所述編碼信息區(qū)域容納的信息至少包括重金屬離子的種類、濃度信息、危害程度及國家標(biāo)準(zhǔn)限定含量。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述信息識別區(qū)域還包括編碼定位區(qū)域。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述信息識別區(qū)域形成可被 識別的編碼，該編碼為一維編碼或二維條形碼。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述信息識別區(qū)域形成可被識別的編碼，該編碼區(qū)域的顏色可以為一種RGB色彩或者多種RGB色彩的組合。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述信息識別區(qū)域形成可被識別的編碼，該編碼為圖案。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，用以識別所述編碼信息的設(shè)備包括線性CCD和線性圖像式閱讀器、帶光柵的激光閱讀器、圖像式閱讀器、二維碼掃描槍、二維碼讀取器、手機(jī)和移動拍照設(shè)備。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述基材選自濾紙、纖維素膜、玻璃纖維、書寫用紙或牛皮紙。優(yōu)選的，在上述的重金屬離子檢測芯片中，所述親水性微通道的面積占信息識別區(qū)域的15％以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：本技術(shù)微流控紙片的重金屬離子的檢測方法中，多種重金屬離子與特定物質(zhì)反生顯色反應(yīng)，將顏色變化與編碼信息相結(jié)合，將濃度信息轉(zhuǎn)化為易于被多種編碼識別設(shè)備識別的數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)對重金屬離子快速，實(shí)時，便捷化的檢測。整個檢測過程在30s內(nèi)可以完成。這種微流控紙芯片重金屬離子檢測方法可克服傳統(tǒng)重金屬離子檢測儀器復(fù)雜、樣品需求量大、應(yīng)用領(lǐng)域窄、測試成本高等缺點(diǎn)，能夠在線定性與定量檢測重金屬離子。附圖說明為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本技術(shù)具體實(shí)施例中重金屬離子檢測芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本技術(shù)具體實(shí)施例1中對Al3+重金屬離子檢測芯片的示 意圖；圖3所示為本技術(shù)具體實(shí)施例2中對Cr6+重金屬離子檢測芯片的示意圖。具體實(shí)施方式結(jié)合圖1所示，基于微流控紙片的重金屬離子的檢測裝置，包括基材1，該基材1上形成有親水性的微通道2、疏水性的微通道圍堰3、編碼信息區(qū)域4、編碼定位區(qū)域5。所述的親水性的微通道2、疏水性的微通道圍堰3分別作為樣品儲存區(qū)域和微通道邊界區(qū)域，所述的編碼信息區(qū)域4和定位區(qū)域5共同構(gòu)成了信息識別區(qū)域，在這個區(qū)域可以編入相應(yīng)重金屬離子的種類及濃度信息進(jìn)行檢測。優(yōu)選的，可以選用的基材至少包括濾紙，纖維素膜，玻璃纖維、書寫用紙、牛皮紙。優(yōu)選的，所述的編碼信息區(qū)域可以容納多種信息，如重金屬離子的種類，濃度信息，危害程度及國家標(biāo)準(zhǔn)限定含量等，通過對這些編碼信息區(qū)域的調(diào)整，可以更快速的獲得待測樣品的安全信息。優(yōu)選的，所述的編碼定位區(qū)域可以使掃描設(shè)備更加準(zhǔn)確快速的識別編碼信息。優(yōu)選的，所述的編碼信息區(qū)域和編碼定位區(qū)域共同組成了可以被識別的編碼，這些編碼通常可以為一維條形碼、二維條形碼。其中二維條形碼又可以采用線性堆疊二維碼(Code 16K、Code 49、PDF417等)、矩陣式二維碼(Code One、Maxi Code、QR Code、Data MatrixVericode條碼、CP條碼、Codablock F條碼、田字碼、Ultracode條碼，Aztec條碼等)。優(yōu)選的，所述的編碼信息區(qū)域和編碼定位區(qū)域共同組成了可以被識別的編碼，這些編碼區(qū)域的顏色可以為一種RGB色彩或者多種RGB色彩的組合。優(yōu)選的，所述的編碼信息區(qū)域和編碼定位區(qū)域共同組成了可以被識別的編碼，這些編碼區(qū)域也可以被設(shè)置為個性圖案。優(yōu)選的，所述的編碼信息區(qū)域和編碼定位區(qū)域共同組成了可以被識別的 編碼，這些編碼所儲存的信息被多種設(shè)備識別：線性CCD和線性圖像式閱讀器、帶光柵的激光閱讀器、圖像式閱讀器、二維碼掃描槍、二維碼讀取器、手機(jī)和移動拍照設(shè)備。優(yōu)選的，所述的親水區(qū)域作為編碼信息區(qū)域的一部分，可以作為待檢測樣品的檢測區(qū)域，在這個區(qū)域發(fā)生的一些變化可以是編碼信息被掃描設(shè)備(手機(jī)、掃碼器等)識別。優(yōu)選的，所述的疏水區(qū)域作為編碼信息區(qū)域的的一部分，可以用于構(gòu)筑微通道的疏水邊界，這個邊界使得檢測樣品被限定在在特定形狀的親水區(qū)域發(fā)生反應(yīng)。優(yōu)選的，所述的親水區(qū)域微通道的尺寸與整個檢測裝置的外形尺寸有關(guān)，其中有編碼信心區(qū)域和編碼定位區(qū)域本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種重金屬離子檢測芯片，其特征在于，包括基材，該基材上形成有信息識別區(qū)域，該信息識別區(qū)域包括由疏水性圍堰圍成的親水性微通道，該親水性微通道內(nèi)吸附有可與重金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)的顯色劑，所述親水性微通道在發(fā)生一定程度的顏色變化時，其構(gòu)成的圖案及顏色變化作為編碼信息可被識別。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種重金屬離子檢測芯片，其特征在于，包括基材，該基材上形成有信息識別區(qū)域，該信息識別區(qū)域包括由疏水性圍堰圍成的親水性微通道，該親水性微通道內(nèi)吸附有可與重金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)的顯色劑，所述親水性微通道在發(fā)生一定程度的顏色變化時，其構(gòu)成的圖案及顏色變化作為編碼信息可被識別。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬離子檢測芯片，其特征在于：所述信息識別區(qū)域還包括編碼信息區(qū)域，所述編碼信息區(qū)域容納的信息至少包括重金屬離子的種類、濃度信息、危害程度及國家標(biāo)準(zhǔn)限定含量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬離子檢測芯片，其特征在于：所述信息識別區(qū)域還包括編碼定位區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重金屬離子檢測芯片，其特征在于：所述信息識別區(qū)域形成可被識別的編碼，該編碼為一維編碼或二維條形碼。5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張曉飛，湯麗娟，顧志鵬，
申請(專利權(quán))人：蘇州汶顥芯片科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32