一種微流控芯片及其應用制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種微流控芯片，由聚二甲基硅氧烷芯片與玻璃基底鍵合而成，所述聚二甲基硅氧烷芯片上設有螺旋形微通道，在所述螺旋形微通道的入口端設有三個入口通道，其中，第一入口通道和第二入口通道交匯后再與第三入口通道交匯。進一步利用上述微流控芯片檢測亞硝酸鹽含量的方法，包括：將碳點溶液和亞硝酸鹽溶液分別通過第一和第二入口通道注入，酸化的過氧化氫溶液通過第三入口通道注入微流控芯片；所述碳點溶液和亞硝酸鹽溶液的混合溶液與所述酸化的過氧化氫溶液在微流控芯片中發(fā)生化學發(fā)光反應，通過測定反應生成溶液的化學發(fā)光強度，確定亞硝酸鹽的含量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及亞硝酸鹽的檢測領域，具體涉及一種微流控芯片及其應用。
技術介紹
亞硝酸鹽廣泛存在于自然界中，并存在于整個氮循環(huán)中。亞硝酸鹽常被用作農業(yè)肥料或者食品中的防腐劑。這些含氮肥料是環(huán)境中的一個重要的污染源。而從食物中吸收的亞硝酸鹽在人體中則發(fā)揮著重要的生理作用。它們可以與人體中的二級或三級胺反應生成具有致癌作用的亞硝胺，給人體帶來巨大危害。在亞硝酸鹽的作用下，血紅蛋白會轉變?yōu)楦哞F血紅蛋白導致血液傳輸氧的能力下降。因此，亞硝酸鹽的檢測對于環(huán)境和人體健康十分重要。目前，已有多種亞硝酸鹽的檢測方法見諸報道。文獻1用同位素稀釋質譜同時檢測了海水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽。文獻2將血紅蛋白修飾到玻碳電極上制備成一種電化學傳感器，用于亞硝酸鹽的檢測。文獻3以石墨和銀粉作為“墨水”，制備成一種“書寫型”的傳感器，可在線檢測亞硝酸鹽。但是，這些方法或是操作繁瑣或是需要昂貴的檢測儀器。化學發(fā)光作為一種成熟的分析方法，表現出成本低、靈敏度高、易于操作和免受背景干擾的特點。流動注射法常用于以化學發(fā)光法檢測無機離子，但是，該方法的試劑消耗量較大，而且分析速度較慢，自動化程度不夠高。文獻1：High-precisionquadrupleisotopedilutionmethodforsimultaneousdeterminationofnitriteandnitrateinseawaterbyGCMSafterderivatizationwithtriethyloxoniumtetrafluoroborate(PaglianoE.；MeijaJ.；MesterZ.；Anal.Chim.Acta,2014,824,36-41)。文獻2：Enhancingsensitivityofhemoglobin-basedelectrochemicalbiosensorbyusingproteinconformationalintermediate(WuH.；WangX.；QiaoM.；ZhangH.；JinX.；FanS.；Sens.ActuatorB-Chem.,2015,221,694-699)。文獻3：WritingSensorsonSolidAgriculturalProductsforInSituDetection(TangW.；WuJ.；YingY.；LiuY.；Anal.Chem.,2015,87,10703-10707)。文獻4：Anaptamer-functionalizedchemomechanicallymodulatedbiomoleculecatch-and-releasesystem(ShastriA.；McGregorL.M.；LiuY.；HarrisV.；NanH.；MujicaM.；VasquezY.；BhattacharyaA.；MaY.；AizenbergM.；KuksenokO.；BalazsA.C.；AizenbergJ.；HeX.；Nat.Chem.,2015,7,447-454)。
技術實現思路
鑒于上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種微流控芯片，通過在微流控芯片上設置的特定的的微通道來實現的化學發(fā)光反應，可以對水體及各種環(huán)境中的亞硝酸鹽含量進行檢測和分析。本專利技術的一個實施方式在于提供一種微流控芯片，包括與玻璃基底鍵合的高聚物芯片，在所述高聚物芯片上設有螺旋形微通道，在所述螺旋形微通道的入口端設有三個入口通道，其中，第一入口通道和第二入口通道交匯后再與第三入口通道交匯。根據本專利技術，通過螺旋形微通道的設計，使所述微流控芯片的面積得到更有效的利用，反應進行的時間被大大延長，并且，螺旋形微通道的三個入口通道可以使多種反應試劑分別進入，尤其是通過使第一入口通道和第二入口通道交匯后再與第三入口通道交匯，能夠使特定組分優(yōu)先混合，有利于對反應進程更精確有效的控制和調節(jié)。此外，通過本專利技術的的微流控芯片，能夠以較小的試劑消耗量完成反應，易于控制和操作。在本專利技術的一個優(yōu)選的實施方式中，所述螺旋形微通道的出口設在所述螺旋形微通道的中心處。在本專利技術的另一個優(yōu)選的實施方式中，所述入口通道的寬度為0.5-2mm，所述螺旋形微通道的寬度為0.5-1mm，螺旋圈數為4-10圈。在本專利技術的另一個優(yōu)選的實施方式中，所述入口通道和螺旋形微通道的深度為20-100μm，優(yōu)選為20-50μm。根據本專利技術，通過將螺旋形微通道的寬度、螺旋圈數以及入口通道的寬度限定在上述范圍內，有利于在微流控芯片范圍內使化學試劑更充分的混合、反應。在本專利技術的另一個優(yōu)選的實施方式中，所述高聚物芯片為聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片。本專利技術的另一個實施方式在于提供利用上述微流控芯片檢測亞硝酸鹽含量的方法，包括：將碳點(CDs)溶液和亞硝酸鹽溶液分別通過第一和第二入口通道注入，酸化的過氧化氫(H2O2)溶液通過第三入口通道注入微流控芯片；所述碳點溶液和亞硝酸鹽溶液的混合溶液與所述酸化的過氧化氫溶液在微流控芯片中發(fā)生化學發(fā)光反應，通過測定反應生成溶液的化學發(fā)光強度，確定亞硝酸鹽的含量。專利技術人經研究發(fā)現，如圖1所示，無論是將CDs溶液加入H2O2和NaNO2混合液中，還是將NaNO2溶液加入CDs和NaNO2混合液中，得到的化學發(fā)光都不如將H2O2溶液加入CDs和NaNO2混合液中所得的化學發(fā)光強度強。專利技術人推測，這是由于過氧亞硝酸(ONOOH)經HOONO*(即過氧亞硝酸激發(fā)態(tài))轉變?yōu)橄跛崾钱a生化學發(fā)光的一步反應，而過氧亞硝酸則是酸化的H2O2與NaNO2反應的產物。通過將CDs溶液和亞硝酸鹽溶液預先混合，再加入H2O2溶液，產生的過氧亞硝酸能夠立即與CDs反應產生增強的化學發(fā)光。基于該化學發(fā)光強度來確定亞硝酸鹽的含量，具有較高的靈敏度和準確性。在本專利技術的一個優(yōu)選的實施方式中，在所述酸化的過氧化氫溶液中，過氧化氫的濃度為0.01-5mol/L，優(yōu)選為1-5mol/L。在本專利技術的一個更優(yōu)選的實施方式中，所述酸化的過氧化氫溶液是過氧化氫原液和硫酸溶液的混合液，所述硫酸溶液的濃度為0.0025mol/L-0.1mol/L，優(yōu)選為0.005mol/L-0.02mol/L。通過以上述濃度的硫酸溶液與過氧化氫溶液混合得到的在上述濃度范圍內的過氧化氫的硫酸溶液，有利于提高反應產生的溶液的化學發(fā)光強度。在本專利技術的另一個優(yōu)選的實施方式中，所述碳點溶液的體積濃度為10％-20％。即所述碳點與水按照1-2:10的體積比混合得到碳點溶液。通過將碳點本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微流控芯片，包括與玻璃基底鍵合的高聚物芯片，在所述高聚物芯片上設有螺旋形微通道，在所述螺旋形微通道的入口端設有三個入口通道，其中，第一入口通道和第二入口通道交匯后再與第三入口通道交匯。

【技術特征摘要】
1.一種微流控芯片，包括與玻璃基底鍵合的高聚物芯片，在所述高聚物芯片
上設有螺旋形微通道，在所述螺旋形微通道的入口端設有三個入口通道，其中，
第一入口通道和第二入口通道交匯后再與第三入口通道交匯。
2.根據權利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形微通道的出
口設在所述螺旋形微通道的中心處。
3.根據權利要求1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述入口通道的寬
度為0.5-2mm，所述螺旋形微通道的寬度為0.5-1mm，螺旋圈數為4-10圈。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的微流控芯片，其特征在于，所述入口通
道和螺旋形微通道的深度為20-100μm，優(yōu)選為20-50μm。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的微流控芯片，其特征在于，所述高聚物
芯片為聚二甲基硅氧烷芯片。
6.一種利用權利要求1-5中任一項所述的微流控芯片檢測亞硝酸鹽含量的
方法，包括：
將碳點溶液和亞硝酸鹽溶液分別通過第一和第二入口通道注入，酸化的過氧
化氫溶液...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：吳靜，林一統(tǒng)，王雄，
申請(專利權)人：中國地質大學北京，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11