基于芯片反应装置的水质多参量检测设备和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及微芯片领域，公开了一种基于芯片反应装置的水质多参量检测设备和检测方法及其应用。该水质多参量检测设备包括芯片反应装置，该芯片反应装置包括手动进样器和芯片；所述芯片包括流道、反应池和进样口，通过所述流道将反应池和进样口连通；所述手动进样器包括样品池、控制部和出样部，所述控制部与所述样品池相连接，用于使样品进入并保持在所述样品池中或者使样品经所述出样部推出所述样品池，所述出样部位于所述样品池的与所述控制部相对的一侧；所述手动进样器与所述芯片的所述进样口密封连接。本发明专利技术的水质多参量检测设备能够精确控制样品的流动方式，手动即可实现采样、混合、驱动等多种功能，简化了装置，便于提供操作的可控性和可重复性。

Water quality multi parameter detection equipment and method based on chip reaction device

The invention relates to the field of microchips, and discloses a water quality multi parameter detection device, a detection method and an application thereof based on a chip reaction device. The water quality multi parameter detection device includes a chip reaction device, which includes a manual sample feeder and a chip; the chip includes a flow channel, a reaction pool and a sample inlet, through which the reaction pool and the sample inlet are connected; the manual sample feeder includes a sample pool, a control part and a sample outlet part, and the control part is connected with the sample pool to make the sample enter and maintain Holding the sample in the sample pool or pushing the sample out of the sample pool through the sample output part, the sample output part is located on the side opposite to the control part of the sample pool; the manual sample feeder is sealed and connected with the sample inlet of the chip. The water quality multi parameter detection device of the invention can precisely control the flow mode of the sample, and can realize multiple functions such as sampling, mixing, driving, etc. by hand, the device is simplified, and is convenient for providing controllability and repeatability of operation.

【技术实现步骤摘要】
基于芯片反应装置的水质多参量检测设备和检测方法
本专利技术涉及微芯片领域，具体涉及一种基于芯片反应装置的水质多参量检测设备和检测方法及其应用。
技术介绍
近代仪器的发展方向之一为小型化、集成化、便携化。无论在生命科学、化学化工领域，还是环境保护领域，微全分析系统(microTAS)的出现已经带来了革命性的变化。微全分析的目的在于功能集成化，将原本需要在实验室内实现的样品制备、分离、纯化、反应、监测等复杂功能整合集中到微型分析设备甚至信用卡大小的芯片上，因此也被成为“芯片实验室”。微全分析技术于上世纪90年代被Manz等提出，得益于微机电加工、生物化学等相关技术的发展，已经逐渐成为了分析化学的前沿技术。其具有一系列区别于传统技术的特点：1)有效传热传质且特征尺度小，因而处理速度快、效率高；2)试剂损耗小；3)设备尺寸小、重量轻、功能集成型高；4)大批量生产时单个设备成本低。这些优点使其迅速广泛应用于药物筛选、高通量测序、分子诊断、环保监测等领域。其中，微全分析技术以其便携性和功能集成性广泛应用于现场检测中，为实验室测试无法普及或受限的场景提供了解决方案。微全分析芯片中各功能的实现依靠的是其中的液滴或液体的流动，因此必须由外界提供一定的驱动力，促使样品由外部进入芯片内部，并在芯片内部流经分离、反应、检测等各个模块。进样技术直接控制分析过程的实现，是微全分析技术的重要组成部分。目前微全分析芯片的流体驱动技术主要分为两类，机械力驱动及非机械力驱动。前者依靠系统自身机械部件的运动驱动流体，包含注射泵等外部动力、LabCD等离心力驱动、气动微泵、压电微泵等，后者系统本身不含运动的机械部件，包含电渗驱动、重力驱动、电水力驱动等。相关专利性文献包括：CN103894128A公开了一种压电式自动反应芯片，从上至下设有数层，依次为微混合器层、第一绝缘层、换能器层和第二绝缘层，其中微混合器层内集成有振动混合池，第一绝缘层设在微混合器层和换能器层之间，换能器层内集成有叉指型换能器和芯片电极，叉指型换能器设在振动混合池的正下方，叉指型换能器与振动混合池的形状相应，振动混合池内的流体在叉指型换能器的作用下振动，叉指型换能器与芯片电极相连接，芯片电极与反应控制器相连，反应控制器由内置程序控制，是一种集混合、反应、温控、搅拌于一体的多功能全自动的新型微流体反应芯片；大大提高微流体反应芯片的适用范围，而不仅仅局限于室温条件下的微生化反应。CN104832404A公开了一种基于PDMS的压电微泵。所述压电泵，由压电振子、阀片、硬质垫圈和PDMS泵体组成，压电振子在交变电信号的作用下产生上下弯曲振动，引起腔体容积和压力的变化，在单向阀片的配合作用下实现流体的泵送。并在泵体中嵌入硬质垫圈，压电振子装配在垫圈内环上，避免压电振子直接装配在PDMS弹性体上而影响腔体的容积变化量。基于PDMS的压电泵微泵结构可以是单腔、双腔串联、双腔并联、多腔等多种形式的。采用PDMS材料制作压电微泵泵体解决了目前的压电微泵无法泵送某些特殊性质的液体，不具有良好的透明度，无法集成在微流控芯片中等问题，拓展了压电微泵的应用领域，更是极大的解决了微流控领域芯片集成驱动源的问题。CN107020165A公开了一种重力驱动的可集成浮雕式微流控芯片及其应用，属于微流控
，由多个表面具有浮雕式结构的芯片通过拼接口拼接而成；所述的浮雕式微流控芯片的结构按功能分，有传输、筛分、劈裂、融合、震荡、跳跃、替换和收集八种。该结构包含了具有某种特定运动轨迹控制功能的微流控通道结构和外沿的拼接口结构，通过将芯片按照既定目的进行灵活拼装集成，同时结合重力驱动和芯片表面的超疏水改性，可以实现对液滴进行高速度、多通道和功能性的运动轨迹控制。CN102784672A涉及一种检测硝酸盐和亚硝酸盐的离心式微流控芯片及其制备方法。该芯片是圆片状带微结构和微通道的离心式微流控芯片，在离心机旋转产生的离心力驱动下，完成样品与试剂的混合、反应和分离过程，以紫外可见光分光光度计定量或定性检测出样品中硝酸盐和亚硝酸盐的含量。该离心式微流控芯片需要试剂与样品少，无需进样前处理，可同时处理和检测多个样品，实现了检测的集成化、微型化、自动化，具有经济、快速、便携、高效的特点，为水体、土壤和食品中硝酸盐和亚硝酸盐的快速定量检测提供了一种全新的分析技术。但是，上述技术在应用于现场检测时都存在一定的问题。外界机械压力驱动和电渗驱动往往需要提供相应的附属设备，违背设备便携、微型化的要求；微泵驱动虽然体积小，但对机加工精度要求很高，实现难度大，且技术不够成熟；重力驱动无需外界动力，但对流体可控性差，且不适用于小尺度通道(表面张力作用强于重力作用)。因此，目前亟需一种能够应用于现场检测的可靠进样驱动方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种基于芯片反应装置的水质多参量检测设备和检测方法及其应用，该芯片反应装置能够精确控制样品的流动方式，手动即可实现采样、混合、驱动等多种功能，简化了装置，便于提供操作的可控性和可重复性。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供基于芯片反应装置的水质多参量检测设备，该水质多参量检测设备包括芯片反应装置，该芯片反应装置包括手动进样器和芯片；所述芯片包括流道、反应池和进样口，并通过所述流道将所述反应池和所述进样口连通；所述手动进样器包括样品池、控制部和出样部，所述控制部与所述样品池相连接，用于使样品进入并保持在所述样品池中或者使样品经所述出样部推出所述样品池，所述出样部位于所述样品池的与所述控制部相对的一侧；所述手动进样器与所述芯片的所述进样口密封连接。优选地，所述手动进样器的出样部与芯片的进样口可拆卸地密封连接；或者，所述手动进样器的出样部与所述芯片的进样口固定连接。优选地，所述控制部与所述样品池可拆卸地连接。优选地，所述样品池和所述控制部均为柱形。优选地，所述控制部与所述样品池旋接。优选地，所述样品池和控制部为套筒结构。优选地，所述控制部设置在所述样品池的内部。优选地，所述控制部的外侧壁底部设置有密封环，所述密封环用于密封所述控制部和所述样品池之间缝隙。优选地，所述控制部具有可形变部分，并通过该可形变部分的形变改变所述样品池内腔的体积；更优选地，所述控制部的可形变部分为高度可变的可伸缩侧壁。优选地，所述样品池为透明或半透明样品池。优选地，所述样品池的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS塑料、酚醛树脂、环氧树脂、玻璃和石英中的一种或多种，所述控制部的可形变部分的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种或多种。优选地，所述出样部的底部具有螺纹结构或柔性密封部件；优选地，所述螺纹结构为内螺纹结构或外螺纹结构；优选地，所述柔性密封部件为橡胶塞。优选地，该水质多参量检测设备还包括一个以上检测部件；更优选地，所述检测部件为色度检测部件、吸光度检测部件、荧光信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于芯片反应装置的水质多参量检测设备，其特征在于，该水质多参量检测设备包括芯片反应装置，该芯片反应装置包括手动进样器(1)和芯片(2)；/n所述芯片(2)包括流道(21)、反应池(22)和进样口(23)，并通过所述流道(21)将所述反应池(22)和所述进样口(23)连通；/n所述手动进样器(1)包括样品池(12)、控制部(11)和出样部(13)，所述控制部(11)与所述样品池(12)相连接，用于使样品进入并保持在所述样品池(12)中或者使样品经所述出样部(13)推出所述样品池(12)，所述出样部(13)位于所述样品池(2)的与所述控制部(11)相对的一侧；/n所述手动进样器(1)与所述芯片(2)的所述进样口(23)密封连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于芯片反应装置的水质多参量检测设备，其特征在于，该水质多参量检测设备包括芯片反应装置，该芯片反应装置包括手动进样器(1)和芯片(2)；
所述芯片(2)包括流道(21)、反应池(22)和进样口(23)，并通过所述流道(21)将所述反应池(22)和所述进样口(23)连通；
所述手动进样器(1)包括样品池(12)、控制部(11)和出样部(13)，所述控制部(11)与所述样品池(12)相连接，用于使样品进入并保持在所述样品池(12)中或者使样品经所述出样部(13)推出所述样品池(12)，所述出样部(13)位于所述样品池(2)的与所述控制部(11)相对的一侧；
所述手动进样器(1)与所述芯片(2)的所述进样口(23)密封连接。


2.根据权利要求1所述的水质多参量检测设备，其中，所述手动进样器(1)的出样部(13)与芯片(2)的进样口(23)可拆卸地密封连接；或者，所述手动进样器(1)的出样部(13)与所述芯片(2)的进样口(23)固定连接。


3.根据权利要求1所述的水质多参量检测设备，其中，所述控制部(11)与所述样品池(12)可拆卸地连接；
优选地，所述样品池(12)和所述控制部(11)均为柱形；
优选地，所述控制部(11)与所述样品池(12)旋接。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的水质多参量检测设备，其中，所述样品池(12)和控制部(11)为套筒结构；
优选地，所述控制部(11)设置在所述样品池(12)的内部；
优选地，所述控制部(11)的外侧壁底部设置有密封环，所述密封环用于密封所述控制部(11)和所述样品池(12)之间缝隙。


5.根据权利要求1-3中任意一项所述的水质多参量检测设备，其中，所述控制部(11)具有可形变部分，并通过该可形变部分的形变改变所述样品池(12)内腔的体积；
优选地，所述控制部(11)的可形变部分为高度可变的可伸缩侧壁。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜慧芸，孙冰，朱红伟，姜杰，赵磊，石宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37