【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控芯片，具体涉及一种微流控芯片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化。为了加强对水污染的监管和控制，必须对水质中各种污染物进行必要的检测，才能准确获知水体的具体组成成分，才能进一步对症下药采取相应的治理措施和监管办法。开发针对水体污染的简单、快速、实时的现场检测技术和手段势在必行。
2、在水质实时检测的研究过程中，微流控芯片技术起到了极其重要的作用。由于微流控芯片体积小，能够减少试剂消耗，降低分析费用，提高分析效率，减少环境污染，可整合成为功能齐全的便携式仪器，便于现场使用，且批量生产后成本更低，特别适用于事故后应急检测的分析需求。在整个检测过程中，微流控芯片的设计和结构决定了水质监测中的效率、准确度等主要因素，也是整个流程中最核心的地方。在使用微流控芯片检测水质时，往往需要实现液体(待检测的水样)和固体(检测试剂)的混合，既要保证液体和固体能够有较好的混合效率和反应效果，又要避免未反应完的固体试剂随着流体进入下一步的检测池中，影响最终的检测效果。因此，微流控芯片中混合区域的设计和布置具有重要的意义。
3、目前，cn106268472b中采用了一种用于被动式微混合器的倒v形多级混合阵列结构，增加了成涡结构、分合流结构以及十字形混合结构，该微混合器明显提高了通道内微流体的混合效率。cn108801959a公开了微流控芯片包括玻璃芯片本体，其内部设有芯片流道，其中芯片流道包括沿流体输送方向依次连接的进液段、混合段和出液段，其中混合段内设有波浪管程。
4、微流控芯片技术广泛应用于便携或者实时的水质检测中，检测的关键在于水中需要检测的物质与相应试剂的混合和反应效率，而这些取决于芯片通道结构的设计。现在的芯片对在水平面上设计波浪、阵列等结构，这些结构通常配合外部真空或气动设备才能实现混合。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的微流控芯片中固液混合问题，提供一种微流控芯片及其制备方法和应用，该微流控芯片具有提高混合效率的效果，并且不需要配合外部真空或气动设备。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种微流控芯片，该微流控芯片包括进样池、混合池以及两端分别与进样池和混合池连通的混合进样流道，所述混合进样流道用于将液体送入混合池；其中，所述混合进样流道的液体入口设置于所述进样池的侧壁上部，所述混合进样流道的液体出口设置于所述混合池的侧壁下部；所述混合进样流道的液体入口与液体出口的连线相对于水平方向的夹角为30°以上。
3、优选地，所述混合进样流道的液体入口与液体出口的连线相对于水平方向的夹角为40°～70°，优选为40°～60°。
4、优选地，所述混合进样流道的截面为三角形、矩形、六边形或圆形。
5、优选地，所述混合进样流道在液体流动方向上设置为直线状或曲线状。
6、优选地，所述混合进样流道的横截面积为2-5mm2，长度为2-20mm；优选地，所述混合进样流道的横截面积为3-5mm2，长度为5-20mm。
7、优选地，所述进样池和/或所述混合池为正方体状、长方体状、圆柱体状或六面体状，且体积为20-100μl。
8、优选地，所述微流控芯片的材质为高分子材料、金属、氮化硅、玻璃、硅片和金属中的一种或多种，所述高分子材料为pmma、pc、pvc和pet 中的一种或多种。
9、优选地，所述微流控芯片的厚度为5-15mm，形状为方形、圆形、六边形。
10、优选地，所述混合进样流道的液体入口设置于所述进样池的侧壁顶部，所述混合进样流道的液体出口设置于所述混合池的侧壁底部。
11、优选地，所述混合池中预置有预置试剂。
12、优选地，所述混合池中预置试剂的填载量为混合池容积的1/2～4/5。
13、优选地，所述微流控芯片包括底片、盖片以及用底片和盖片密封夹持的基板；所述进样池、所述混合池以及所述混合进样流道形成在所述基板上。
14、优选地，所述微流控芯片还包括进液孔、通道、检测池和出气孔中的一种或多种。
15、本专利技术第二方面提供一种上述本专利技术的微流控芯片的制备方法，该方法包括：在基板上形成进样池、混合池以及两端分别与进样池和混合池连通的混合进样流道的步骤。
16、优选地，该方法还包括：利用底片封装所述基板的下表面后，将预置试剂预置在混合池中，并用盖片封装所述基板的上表面的步骤。
17、本专利技术第三方面提供上述本专利技术的微流控芯片或者利用上述本专利技术的制备方法得到的微流控芯片在水质检测中的应用。
18、通过上述技术方案，本专利技术对芯片在水平方面进行进液池-混合池-检测池的设计；在垂直方向上控制液体从底部进入混合池，从上部流出混合池，在重力的作用下充分与预置试剂混合反应。该设计不仅提高微通道在芯片上的利用率，还能够有效改善液体与预置试剂的混合反应效率，进而提高检测效果。同时，该芯片的通道结构设计简单，制备难度和成本低，便于进一步的推广和应用。
19、通过采用本专利技术的微流控芯片进行水质检测，能够提高芯片的空间利用率，有效改善液体和固体的混合和反应效率，有助于微流控芯片在检测水质中cod、氨氮、硝酸、亚硝酸、磷酸、重金属离子等参数的应用和推广。
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1.一种微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片包括进样池(3)、混合池(4)、以及两端分别与进样池(3)和混合池(4)连通的混合进样流道(10)，所述混合进样流道(10)用于将液体送入混合池(4)；
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的液体入口与液体出口的连线相对于水平方向的夹角为40°～70°，优选为40°～60°。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的截面为三角形、矩形、六边形或圆形；
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的横截面积为2-5mm2，长度为2-20mm；优选地，所述混合进样流道(10)的横截面积为3-5mm2，长度为5-20mm。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述进样池(3)和/或所述混合池(4)为正方体状、长方体状、圆柱体状或六面体状，且体积为20-100μL。
6.根据权利要求1所述微流控芯片，其中，所述微流控芯片的材质为高分子材料、金属、氮化硅、玻璃、硅片和金属中的一种或多种，所述高分子材料为
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的液体入口设置于所述进样池(3)的侧壁顶部，所述混合进样流道(10)的液体出口设置于所述混合池(4)的侧壁底部。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的微流控芯片，其中，所述混合池(4)中预置有预置试剂(9)；
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的微流控芯片，其中，所述微流控芯片包括底片(7)、盖片(8)以及用所述底片(7)和所述盖片(8)密封夹持的基板；所述进样池(3)、所述混合池(4)以及所述混合进样流道(10)形成在所述基板上。
10.根据权利要求9述的微流控芯片，其中，所述微流控芯片还包括进液孔(1)、通道(2)、检测池(5)和出气孔(6)中的一种或多种。
11.一种权利要求1-10中任意一项所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：在基板上形成进样池(3)、混合池(4)以及两端分别与进样池(3)和混合池(4)连通的混合进样流道(10)的步骤。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，该方法还包括：利用底片(7)封装所述基板的下表面后，将预置试剂(9)预置在混合池(4)中，并用盖片(8)封装所述基板的上表面的步骤。
13.权利要求1-10中任意一项所述的微流控芯片或者利用权利要求11或12所述的制备方法得到的微流控芯片在水质检测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，该微流控芯片包括进样池(3)、混合池(4)、以及两端分别与进样池(3)和混合池(4)连通的混合进样流道(10)，所述混合进样流道(10)用于将液体送入混合池(4)；
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的液体入口与液体出口的连线相对于水平方向的夹角为40°～70°，优选为40°～60°。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的截面为三角形、矩形、六边形或圆形；
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的横截面积为2-5mm2，长度为2-20mm；优选地，所述混合进样流道(10)的横截面积为3-5mm2，长度为5-20mm。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其中，所述进样池(3)和/或所述混合池(4)为正方体状、长方体状、圆柱体状或六面体状，且体积为20-100μl。
6.根据权利要求1所述微流控芯片，其中，所述微流控芯片的材质为高分子材料、金属、氮化硅、玻璃、硅片和金属中的一种或多种，所述高分子材料为pmma、pc、pvc和pet中的一种或多种；
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的微流控芯片，其中，所述混合进样流道(10)的液体入...
【专利技术属性】
技术研发人员：王世强，金艳，姜慧芸，孙冰，王浩志，徐伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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