本发明专利技术公开了一种微流控纸芯片制造方法，包括如下步骤：S1.在硅油纸上划分预处理区域，处理区域包括中心加样区域、中段前处理区域以及末端检测区域；S2.使用激光扫掠方法将硅油纸上层划定的预处理区域的疏水涂层去除，使扫掠过的区域表现不同于其他部分的亲水性；S3.提高预处理区域内液体的流动性，使用纳米二氧化硅粉末加水配制成悬浊液刷在硅油纸上，去除预处理区域外多余的液体，等待干燥后二氧化硅粉末沉积在预处理区域；S4.在中段前处理区域加入缓冲液及遮蔽试剂后干燥处理。S5.在末端检测区域加入特定显色试剂并干燥。本发明专利技术相较于现有芯片，实现了快速的制造过程且制造的流道具有较高分辨率。道具有较高分辨率。道具有较高分辨率。
【技术实现步骤摘要】
微流控纸芯片及制造方法、重金属离子测试装置及方法
[0001]本专利技术属于重金属离子检测领域，具体涉及一种微流控纸芯片及制造方法、重金属离子测试装置及方法。
技术介绍
[0002]随着工农业的发展，环境污染也日益严重，水体质量恶化的程度已经远远超过其自净能力，尤其是水体中的污染物、有毒重金属和其他有害物质引起了世界各国的普遍关注，因此能够及时有效的检测水体质量对于我们进一步采取措施来减缓或治理水污染至关重要。目前，许多仪器技术都能检测重金属，包括原子吸收光谱(AAS)、火焰原子吸收光谱(FAAS)、等离子体发射光谱(ICP
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AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP
‑
MS)、溶出伏安法,以及比色法，滴定法和重量测定等能够实现对重金属的高灵敏度检测。虽然这些技术提供了高灵敏度和选择性，但需要装备精良的实验室和训练有素的人员。
[0003]因此，迫切需要一种简单、低成本、便携的重金属离子检测方法进行环境水体中重金属离子的定量测定。
技术实现思路
[0004]专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种可解决上述问题的微流控纸芯片及制造方法，且提供一种适用于微流控纸芯片的重金属离子测试装置及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方法是：一种微流控纸芯片制造方法，包括如下步骤：S1.在硅油纸上划分预处理区域，所述处理区域包括中心加样区域、中段前处理区域以及末端检测区域；S2.使用激光扫掠方法将硅油纸上层划定的预处理区域的疏水涂层去除，使扫掠过的区域表现不同于其他部分的亲水性；S3.提高所述预处理区域内液体的流动性，使用纳米二氧化硅粉末加水配制成悬浊液刷在所述硅油纸上，去除预处理区域外多余的液体，等待干燥后二氧化硅粉末沉积在所述预处理区域；S4.在所述中段前处理区域加入缓冲液及遮蔽试剂后干燥处理。其中，缓冲溶液可以保证被检测试剂的PH值不影响测量结果，遮蔽试剂可以排除其他离子对该通道检测离子检测结果的影响。缓冲液及遮蔽试剂根据检测离子的不同而不同；S5.在所述末端检测区域加入特定显色试剂并干燥。其中，特定显色试剂用于检测被测离子的浓度，显色试剂根据检测离子的不同而不同；进一步的，所述预处理区域为包含两道检测流道的十字状区域，两所述检测流道交汇处设有中心加样区域，沿所述中心加样区域向外，依次设有中段前处理区域和末端检测区域。
[0006]进一步的，所述中心加样区域、中段前处理区域以及末端检测区域均为圆形，两相
邻区域间通过流道连通；所述流道已使用激光扫掠方法将硅油纸上层的疏水涂层去除。
[0007]进一步的，所述中心加样区域直径为8mm；所述中段前处理区域直径为5mm；所述末端检测区域直径为4mm；所述中心加样区域中心到所述末端检测区域中心直线距离为12mm；所述中段前处理区域中心到所述末端检测区域中心直线距离为5.24mm。
[0008]进一步的，所述硅油纸为42g白色双面硅油纸，形状为正方形，边长35mm。
[0009]进一步的，所述纳米二氧化硅粉末粒径为20nm。
[0010]本专利技术还公开了一种微流控纸芯片，通过上述任一所述微流控纸芯片制造方法制备而成。
[0011]本专利技术还公开了一种重金属离子测试装置，包括上述一种微流控纸芯片以及用于观察所述微流控纸芯片的暗盒；所述暗盒包括用于固定所述微流控纸芯片的基座；所述基座包括设置在所述中心加样区域下端的中心凸起以及芯片压板；所述芯片压板包括设置在所述检测流道两侧的压条。
[0012]进一步的，所述微流控纸芯片上设有定位孔；所述基座上设有匹配所述定位孔的定位销；所述基座上设有可伸缩遮光罩；所述可伸缩遮光罩设有手机固定框及补光灯。
[0013]本专利技术还公开了一种重金属离子测试方法，基于上述任一所述重金属离子测试装置，还包括如下步骤A1.将微流控纸芯片固定在暗盒内，向中心加样区域滴入待检测溶液，待液体流入检测区域后，发生颜色反应后拍照；A2.使用软件从拍照所得图片提取像素信息后，自动分割显色区域计算区域内的灰度值；A3.将计算得到的灰度值与浓度拟合函数比对，得到芯片实际指示的离子浓度。
[0014]本专利技术的有益效果是：1.本专利技术在硅油纸基底上应用激光处理方法，制造微流控纸芯片，相较于现有芯片，实现了快速的制造过程且制造的流道具有较高分辨率。
[0015]2.基座中心设计的圆台凸起可以造成芯片平面高差，引导中心的液体向四周的流道流动。可以开合的芯片压板则限制芯片的上下移动。在芯片压板上设计有压条，用于在不干涉流道的情况下增大与纸芯片的接触面积，使芯片与基座尽量贴合平整，有利于提高软件分析时的准确性。
附图说明
[0016]图1 是本专利技术中微流控纸芯片的整体结构示意图；图2是本专利技术中重金属离子测试装置的整体结构示意图；图3是本专利技术中重金属离子测试装置的基座结构示意图；图4是本专利技术中重金属离子测试装置中去除芯片压板的结构示意图；图5是本专利技术中重金属离子测试方法种分析浓度与灰度值关系示意图；图6是本专利技术中铁离子（III）检测的显色反应路线示意图；图7是本专利技术中铜离子（II）检测的显色反应路线示意图；
图8是本专利技术中镍离子（II）检测的显色反应路线示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术做出具体说明：一种微流控纸芯片制造方法，包括如下步骤：S1.在硅油纸上划分预处理区域，处理区域包括中心加样区域1、中段前处理区域2以及末端检测区域3；预处理区域为包含两道检测流道的十字状区域，两检测流道交汇处设有中心加样区域1，沿中心加样区域1向外，依次设有中段前处理区域2和末端检测区域3。中心加样区域1、中段前处理区域2以及末端检测区域3均为圆形，两相邻区域间通过流道连通；其中，硅油纸为42g白色双面硅油纸，形状为正方形，边长35 mm。中心加样区域1直径为8mm；中段前处理区域2直径为5 mm；末端检测区域3直径为4mm；中心加样区域1中心到末端检测区域3中心直线距离为12 mm；中段前处理区域2中心到末端检测区域3中心直线距离为5.24 mm。
[0018]S2.使用激光扫掠方法将硅油纸上层划定的预处理区域的疏水涂层去除，使扫掠过的区域表现不同于其他部分的亲水性；S3.提高预处理区域内液体的流动性，使用末粒径为20nm的纳米二氧化硅粉末加水配制成悬浊液刷在硅油纸上，去除预处理区域外多余的液体，等待干燥后二氧化硅粉末沉积在预处理区域；S4.在中段前处理区域2加入缓冲液及遮蔽试剂后干燥处理。缓冲溶液可以保证被检测试剂的PH值不影响测量结果，遮蔽试剂可以排除其他离子对该通道检测离子检测结果的影响；S5. 在末端检测区域3加入特定显色试剂并干燥。特定显色试剂用于检测被测离子的浓度。
[0019]根据上述方法制备的微流控纸芯片对于金属离子的检测，利用前述方法制备的微流控纸芯片，将各离子检测的所需显色剂配置后滴加在检测区：配置0.1M（pH=4.6）柠檬酸缓冲溶液，使用缓冲溶液配置 0.1g/mL 羟胺溶液与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微流控纸芯片制造方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.在硅油纸上划分预处理区域，所述处理区域包括中心加样区域（1）、中段前处理区域（2）以及末端检测区域（3）；S2.使用激光扫掠方法将硅油纸上层划定的预处理区域的疏水涂层去除，使扫掠过的区域表现不同于其他部分的亲水性；S3.提高所述预处理区域内液体的流动性，使用纳米二氧化硅粉末加水配制成悬浊液刷在所述硅油纸上，去除预处理区域外多余的液体，等待干燥后二氧化硅粉末沉积在所述预处理区域；S4.在所述中段前处理区域（2）加入缓冲液及遮蔽试剂后干燥处理；S5. 在所述末端检测区域（3）加入特定显色试剂并干燥。2.根据权利要求1所述的微流控纸芯片制造方法，其特征在于：所述预处理区域为包含两道检测流道的十字状区域，两所述检测流道交汇处设有中心加样区域（1），沿所述中心加样区域（1）向外，依次设有中段前处理区域（2）和末端检测区域（3）。3.根据权利要求1所述的微流控纸芯片制造方法，其特征在于：所述中心加样区域（1）、中段前处理区域（2）以及末端检测区域（3）均为圆形，两相邻区域间通过流道连通；所述流道已使用激光扫掠方法将硅油纸上层的疏水涂层去除。4.根据权利要求1所述的微流控纸芯片制造方法，其特征在于：所述中心加样区域（1）直径为8 mm；所述中段前处理区域（2）直径为5 mm；所述末端检测区域（3）直径为4 mm；所述中心加样区域（1）中心到所述末端检测区域（3）中心直线距离为12 mm；所述中段前处理区域（2）中心到所述末端检测区域（3）中心直线距离为5.24...
【专利技术属性】
技术研发人员：李长河，束裕新，郭浩冉，章寅，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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