【技術實現步驟摘要】
本申請屬于水質監測芯片，尤其是涉及一種基于mems微流控水質傳感器及其檢測方法。
技術介紹
1、近年來，微流控芯片技術因其分析速度快、消耗低、體積小、操作簡單等特點而備受世界各國的廣泛重視，該技術以微通道網絡為基本特征，以微機電系統(mems)為技術依托，將整個實驗室的功能集成在微小芯片上，即構成所謂“芯片實驗室”；目前微流控芯片的發展，主要集中在儀器小型化、系統集成化、不同的芯片材料以及多種檢測技術等方面，隨著微流控芯片的不斷發展，高速多通道檢測裝置、低成本設備以及集成了多種方法的高通用性微流控檢測芯片，都將成為未來發展方向。
2、微流控技術(microfluidics)是一種精確控制和操控微尺度流體的技術，通過此技術，研究人員可以把樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊厘米級芯片上；此技術一般應用于生物、化學、制藥等領域的微量藥品的分析過程，它主要涉及微量試劑的輸運、混合等；此技術對于生物醫療、藥物診斷、食品衛生、環境監測及分子生物學等領域的發展具有重要的意義。
3、現有水質監測手段在靈敏度、響應速度及微型化方面存在改進空間，本專利技術旨在解決這一問題，設計并制造一種高度集成、智能化的微流控水質傳感器。
技術實現思路
1、本申請實施例的目的在于提供一種基于mems微流控水質傳感器，以解決現有水質監測技術靈敏度和響應速度低，微型化程度低的技術問題。
2、為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：提供一種基于mems微流控水質傳感器，包
3、在其中一實施例中，
4、所述基底包括上層、中層和下層，所述上層為疏水保護層，所述中層為絕緣介質層，所述下層為基底玻璃層，所述基底玻璃層上設有電極陣列層；所述基底底部設有金屬觸角，所述金屬觸角的數量至少為1個，優選的，金屬觸角的數量為12個。
5、在其中一實施例中，
6、所述微流通道位于所述硅基導電層內。
7、在其中一實施例中，
8、所述基底玻璃層上腐刻有加熱電極凹槽，所述加熱電極設于所述加熱電極凹槽內，所述加熱電極呈蛇形。
9、在其中一實施例中，
10、所述絕緣介質層材料為氧化硅、氮化硅或氧化鋁中的一種，絕緣介質層厚度為100-200nm，優選的，絕緣介質層厚度為165nm；所述疏水保護層材料為聚四氟乙烯；所述硅基導電層材料為氧化銦錫導電玻璃。
11、在其中一實施例中，
12、所述檢測組件包括波導光腔，所述波導光腔內部設有光導柵格，所述光導柵格的數量至少為1組；所述波導光腔一側設有紫外發光光源和硅光電池。
13、在其中一實施例中，
14、所述紫外發光光源包括紫外光發射模塊，所述紫外光發射模塊上設有發光單元，所述發光單元的數量至少為1個。
15、在其中一實施例中，
16、所述紫外光發射模塊采用砷化鎵、硫化鎘、磷化銦或硫化鋅中兩種的混合物，所述發光單元的波長為365-405nm。
17、在其中一實施例中，
18、所述光導柵格材料為熔石英、氟化鈣、氟化鎂、紫外熔融非晶二氧化硅、鍺或硒化鋅中的一種；所述光導柵格平行于所述基底對向設置，所述紫外發光光源穿過所述波導光腔進入所述微流通道。
19、本申請還提供了一種基于mems微流控水質傳感器的檢測方法，具體包括以下步驟：
20、(一)、預處理：向微流通道內注入液相樣品，利用加熱電極對所述液相樣品進行控溫加熱；
21、(二)、激發光源：在進行電控制時，控制待檢測液體所在位置處的紫外光源，發射預設波段的紫外光，通過波導光腔引導，使紫外光穿透或照射至檢測液體中，激發檢測液體中的目標化合物產生光學響應；
22、(三)、收集檢測信息：打開第一紫外光源，并控制待檢測液滴位置周圍的加熱電極，沿檢測方向依次關閉；進一步收集由樣本反射、散射或熒光等光學響應的光線，在打開第二紫外光源時，關閉第一紫外光源，控制待檢測液滴位置周圍的加熱電極，沿檢測方向依次關閉，通過波導光腔經光導柵格回收并導向至硅光電池；
23、(四)、信息處理：硅光電池將接收到的光信號轉換為電信號，進行放大及信號處理，以識別和量化樣本中的特定成分或性質；根據電信號的強度、波形或其他特征參數，結合預設的校準曲線或算法，分析得出待測液體的成分濃度、純度或特定物理化學參數。
24、本申請提供了一種基于mems微流控水質傳感器，創新性的在基底上形成微流通道，引導待測液體流動，保證樣本與檢測區域的有效接觸，加熱電極對待測液體精準加熱，并配合紫外光檢測，通過波導光腔引導光源；傳感器綜合運用微流體操控、局部加熱蒸發、光譜檢測及智能控制策略，實現了對水質參數的快速、精確分析，提高了水質監測技術的靈敏度和響應速度，運用mems技術，使傳感器微型化程度提高，特別適用于現場即時檢測及環境監測領域。
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1.一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，包括基底，所述基底中部設有微流通道，所述微流通道一側設有檢測組件，所述微流通道底部設有加熱電極。
2.根據權利要求1所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述基底包括上層、中層和下層，所述上層為疏水保護層，所述中層為絕緣介質層，所述下層為基底玻璃層，所述基底玻璃層上設有電極陣列層；所述基底底部設有金屬觸角，所述金屬觸角的數量至少為1個。
3.根據權利要求2所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述微流通道位于所述硅基導電層內。
4.根據權利要求2所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述基底玻璃層上腐刻有加熱電極凹槽，所述加熱電極設于所述加熱電極凹槽內，所述加熱電極呈蛇形。
5.根據權利要求2所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述絕緣介質層材料為氧化硅、氮化硅或氧化鋁中的一種，絕緣介質層厚度為100-200nm；所述疏水保護層材料為聚四氟乙烯；所述硅基導電層材料為氧化銦錫導電玻璃。
6.根據權利要求1所述的一種基
7.根據權利要求6所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述紫外發光光源包括紫外光發射模塊，所述紫外光發射模塊上設有發光單元，所述發光單元的數量至少為1個。
8.根據權利要求7所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述紫外光發射模塊采用砷化鎵、硫化鎘、磷化銦或硫化鋅中兩種的混合物，所述發光單元的波長為365-405nm。
9.根據權利要求6-8任一所述的一種基于MEMS微流控水質傳感器，其特征在于，所述光導柵格材料為熔石英、氟化鈣、氟化鎂、紫外熔融非晶二氧化硅、鍺或硒化鋅中的一種；所述光導柵格平行于所述基底對向設置，所述紫外發光光源穿過所述波導光腔進入所述微流通道。
10.一種基于MEMS微流控水質傳感器的檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于mems微流控水質傳感器，其特征在于，包括基底，所述基底中部設有微流通道，所述微流通道一側設有檢測組件，所述微流通道底部設有加熱電極。
2.根據權利要求1所述的一種基于mems微流控水質傳感器，其特征在于，所述基底包括上層、中層和下層，所述上層為疏水保護層，所述中層為絕緣介質層，所述下層為基底玻璃層，所述基底玻璃層上設有電極陣列層；所述基底底部設有金屬觸角，所述金屬觸角的數量至少為1個。
3.根據權利要求2所述的一種基于mems微流控水質傳感器，其特征在于，所述微流通道位于所述硅基導電層內。
4.根據權利要求2所述的一種基于mems微流控水質傳感器，其特征在于，所述基底玻璃層上腐刻有加熱電極凹槽，所述加熱電極設于所述加熱電極凹槽內，所述加熱電極呈蛇形。
5.根據權利要求2所述的一種基于mems微流控水質傳感器，其特征在于，所述絕緣介質層材料為氧化硅、氮化硅或氧化鋁中的一種，絕緣介質層厚度為100-200nm；所述疏水保護層材料為聚四氟乙烯；所述硅基導電層材料為氧化銦錫導電玻璃...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王相，王靜怡，劉鵬凱，陳皓年，張宇，
申請(專利權)人：威海精訊暢通電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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