重金属离子检测芯片及其检测方法技术

本申请公开了一种重金属离子检测芯片及其检测方法，该芯片包括基材，该基材上形成有信息识别区域，该信息识别区域包括由疏水性围堰围成的亲水性微通道，该亲水性微通道内吸附有可与重金属离子发生显色反应的显色剂，所述亲水微通道在发生一定程度的颜色变化时，其构成的图案及颜色变化作为编码信息可被识别。本发明专利技术微流控纸片对重金属离子的检测，可以实现对重金属离子快速，实时，便捷化的检测。整个检测过程在30s内可以完成。这种微流控纸芯片重金属离子检测方法可克服传统重金属离子检测仪器复杂、样品需求量大、应用领域窄、测试成本高等缺点，能够在线定性与定量检测重金属离子。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种微流控纸芯片，特别是涉及一种重金属离子检测芯片及其检测方法。
技术介绍
中国约50％地表水源受到污染，上百种有机化合物、重金属离子进入水源，同时地下水源也在氟、砷、铁、锰等超标。含有重金属离子(镉、铬、铜、汞、镍等)的水被人类饮用，会造成人类患各种疾病，有的甚至会致癌。水重金属离子污染是对水环境造成重金属离子污染的发生源。重金属废水应当在产生地点就地处理，不能同其他废水混合，如果用含重金属离子的废水和污泥对农田进行农田灌溉和施肥，不仅使土壤受到污染，同时会进一步污染水体，造成重金属离子在农作物生长和水生生物中的富集和积蓄，通过食物链对人体造成严重危害。中国内地无一城市实现直饮水，烧成开水可杀死微生物污染，但无法去除有机污染物和重金属离子。对于重金属离子的检测方法，传统的检测手段需要借助大型分析仪器，目前较为广泛的分析仪器有：紫外可见分光光度计、吸收光谱法(AAS)、原子发射光谱法(AES)、原子荧光光谱法(AFS)和耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等，这些方法和技术具有特异性强、灵敏度高等优点，但也存在一些缺陷，例如，仪器价格昂贵、运行费用高、不易携带、无法连续监测及现场测定。微流控纸芯用于重金属离子快速检测，有以下特点:(1)、成本更低。纸张作为芯片基底价格远低于硅，玻璃，高聚物，且加工更简单，成本更低。(2)、分析系统更易微型化、便携化。微流控纸芯片可利用毛细作用为流体驱动力无需复杂的驱动装置，更容易实现微型化。(3)、优良的生物兼容性。纸芯片大部分由纤维素组成，生物相容性很好。(4)、检测背景低。纸张为白色基底可作为比色法的良好材质。(5)、后处理简单，无污染。纸张由纤维素组成，使用过后易于处理，可降解，对环境危害小。能够实现快速、连续、实时检测，且使用的分析仪器简单，具有微型化，便携化特点。(6)、灵敏度和准确度高，选择性好。微流控纸芯片是一种新兴的微流控分析技术平台，具有成本低、加工简易、使用和携带方便等优点，在临床诊断、食品质量控制和环境监测等应用领域具有很大的应用前景。然而传统的微流控纸芯片在检测分析方法：比色法，化学发光法，电化学法等，常需要借助一些实验室的仪器以及特殊的分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重金属离子检测芯片及其检测方法，以克服现有技术中的不足。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本申请实施例公开一种重金属离子检测芯片，包括基材，该基材上形成有信息识别区域，该信息识别区域包括由疏水性围堰围成的亲水性微通道，该亲水性微通道内吸附有可与重金属离子发生显色反应的显色剂，所述亲水微通道在发生一定程度的颜色变化时，其构成的图案及颜色变化作为编码信息可被识别。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述信息识别区域还包括编码信息区域，所述编码信息区域容纳的信息至少包括重金属离子的种类、浓度信息、危害程度及国家标准限定含量。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述信息识别区域还包括编码定位区域。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述信息识别区域形成可被识别的编码，该编码为一维编码或二维条形码。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述信息识别区域形成可被识别的编码，该编码区域的颜色可以为一种RGB色彩或者多种RGB色彩的组合。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述信息识别区域形成可被识别的编码，该编码为图案。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，用以识别所述编码信息的设备包括线性CCD和线性图像式阅读器、带光栅的激光阅读器、图像式阅读器、二维码扫描枪、二维码读取器、手机和移动拍照设备。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述基材选自滤纸、纤维素膜、玻璃纤维、书写用纸或牛皮纸。优选的，在上述的重金属离子检测芯片中，所述亲水性微通道的面积占信息识别区域的15％以上。相应的，本申请实施例还公开了一种基于重金属离子检测芯片的检测方法，将待检测的重金属离子样品加入亲水性微通道，待显色反应完成后，通过编码信息识别设备对芯片图案、颜色进行识别，以至少获取重金属离子种类、浓度信息。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术微流控纸片的重金属离子的检测方法中，多种重金属离子与特定物质反生显色反应，将颜色变化与编码信息相结合，将浓度信息转化为易于被多种编码识别设备识别的数字信息，实现对重金属离子快速，实时，便捷化的检测。整个检测过程在30s内可以完成。这种微流控纸芯片重金属离子检测方法可克服传统重金属离子检测仪器复杂、样品需求量大、应用领域窄、测试成本高等缺点，能够在线定性与定量检测重金属离子。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本专利技术具体实施例中重金属离子检测芯片的结构示意图；图2所示为本专利技术具体实施例1中对Al3+重金属离子检测芯片的示意图；图3所示为本专利技术具体实施例2中对Cr6+重金属离子检测芯片的示意图。具体实施方式结合图1所示，基于微流控纸片的重金属离子的检测装置，包括基材1，该基材1上形成有亲水性的微通道2、疏水性的微通道围堰3、编码信息区域4、编码定位区域5。所述的亲水性的微通道2、疏水性的微通道围堰3分别作为样品储存区域和微通道边界区域，所述的编码信息区域4和定位区域5共同构成了信息识别区域，在这个区域可以编入相应重金属离子的种类及浓度信息进行检测。优选的，可以选用的基材至少包括滤纸，纤维素膜，玻璃纤维、书写用纸、牛皮纸。优选的，所述的编码信息区域可以容纳多种信息，如重金属离子的种类，浓度信息，危害程度及国家标准限定含量等，通过对这些编码信息区域的调整，可以更快速的获得待测样品的安全信息。优选的，所述的编码定位区域可以使扫描设备更加准确快速的识别编码信息。优选的，所述的编码信息区域和编码定位区域共同组成了可以被识别的编码，这些编码通常可以为一维条形码、二维条形码。其中二维条形码又可以采用线性堆叠二维码(Code16K、Code49、PDF417等)、矩阵式二维码(CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrixVericode条码、CP条码、CodablockF条码、田字码、Ultracode条码，Aztec条码等)。优选的，所述的编码信息区域和编码定位区域共同组成了可以被识别的编码，这些编码区域的颜色可以为一种RGB色彩或者多种RGB色彩的组合。优选的，所述的编码信息区域和编码定位区域共同组成了可以被识别的编码，这些编码区域也可以被设置为个性图案。优选的，所述的编码信息区域和编码定位区域共同组成了可以被识别的编码，这些编码所储存的信息被多种设备识别：线性CCD和线性图像式阅读器、带光栅的激光阅读器、图像式阅读器、二维码扫描枪、二维码读取器、手机和移动拍照设备。优选的，所述的亲水区域作为编码信息区域的一部分，可以作为待检测样品的检测区域，在这个区域发生的一些变化可以是编码信息被扫描设备(手机、扫码器等)识别。优选的，所述的疏水区域作为编码信息区域的的一部分，可以用于构筑微通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重金属离子检测芯片，其特征在于，包括基材，该基材上形成有信息识别区域，该信息识别区域包括由疏水性围堰围成的亲水性微通道，该亲水性微通道内吸附有可与重金属离子发生显色反应的显色剂，所述亲水微通道在发生一定程度的颜色变化时，其构成的图案及颜色变化作为编码信息可被识别。

【技术特征摘要】
1.一种重金属离子检测芯片，其特征在于，包括基材，该基材上形成有信息识别区域，该信息识别区域包括由疏水性围堰围成的亲水性微通道，该亲水性微通道内吸附有可与重金属离子发生显色反应的显色剂，所述亲水微通道在发生一定程度的颜色变化时，其构成的图案及颜色变化作为编码信息可被识别。2.根据权利要求1所述的重金属离子检测芯片，其特征在于：所述信息识别区域还包括编码信息区域，所述编码信息区域容纳的信息至少包括重金属离子的种类、浓度信息、危害程度及国家标准限定含量。3.根据权利要求1所述的重金属离子检测芯片，其特征在于：所述信息识别区域还包括编码定位区域。4.根据权利要求1所述的重金属离子检测芯片，其特征在于：所述信息识别区域形成可被识别的编码，该编码为一维编码或二维条形码。5.根据权利要求1所述的重金属离子检测芯片，其特征在于：所述信息识别区域形成可被识别的编码，该编码区域的颜色可以为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓飞，汤丽娟，顾志鹏，
申请(专利权)人：苏州汶颢芯片科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32