本发明专利技术涉及一种检测农药残留的离心式微流控芯片及其制备方法。该检测农药残留的离心式微流控芯片是带微结构和微通道的圆片状芯片，由多层芯片组成，在离心机旋转产生的离心力驱动下，实现待测样品与反应试剂的混合、萃取、反应、分离和显色过程，最后用紫外可见光分光光度计定量检测出样品中农药残留的含量。这种检测农药残留的离心式微流控芯片可以直接采样，无需样品预处理，样品与试剂用量少，同时平行处理和检测多个样品，实现了农药残留检测的集成化、微型化、自动化，具有经济、快速、便携的特点，为水体、食品、土壤中农药残留的快速检测提供了一种全新的分析技术。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种检测农药残留的离心式微流控芯片及其制备方法，是基于微流控芯片分析技木，该离心式微流控芯片通过微加工技术在表面制备微结构和微通道，在离心机旋转产生的离心カ驱动下，在芯片上实现待测样品与各反应试剂的混合、萃取、反应、分离和显色过程，最后用紫外可见光分光光度计定量检测出样品中的农药残留含量，主要应用于卫生监瞀、食品安全、环境检测等相关领域。
技术介绍
有机农药作为ー类高效、广谱的杀虫剂，是防治病虫害，提高农作物质量和产量的重要手段，被广泛应用于农业生产、家庭以及仓储等地杀虫防虫，由于使用者缺乏科学使用农药的知识，片面追求产量，造成土壌、水体、食品都不同程度地存在农药残留问题，导致了许多潜在的危害，如环境污染、药害及人畜中毒等。因此，简便、快速地检测有机农药残留，·对于环境保护、食品安全、人体健康保护和防范、海关检测等相关领域具有非常重要的意义。目前，有机农药残留的检测普遍采用色谱法和酶抑制法。色谱法检测准确、灵敏度高，但是成本高、程序复杂、測定时间长，不适合现场检測。酶抑制法操作简便、速度快、有较高的专ー性、灵敏度和准确性，是目前我国应用最多的快速检测农药残留技木。然而，酶抑制法所需要的酶为胆碱醋酶，可从动植物中提取，自提取的酶的纯度和活性不够高，而市售酶的价格昂贵，限制了酶抑制法在快速检测农药残留中的广泛应用。而且，在上述两种检测方法中，样品分离和检测是分开独立的过程，易造成样品损失和交叉污染，导致检测结果失真，也不适合现场快速检测，以及分析系统微型化和便捷式的发展方向。因此，发展ー种快速、高效、便捷、低成本、自动化、集样品预处理和检测为一体的检测方法，成为此领域检测技术的研究热点。近年来，微流控芯片作为ー种新型的分析平台，具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在环境检测相关领域获得了广泛的应用。然而，采用圆片状芯片，在其表面制备微结构和微通道用于分析，依靠离心カ驱动样品微流体，同时完成数个样品检测的离心式微流控芯片分析技木，目前在快速检测农药残留的应用领域尚未有实质性的突破。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种检测农药残留的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于该芯片是圆片状带微结构和微通道的离心式微流控芯片，以离心カ为样品微流体的驱动力，与检测器联机使用，在芯片上同时实现样品预处理与检测。微结构和微通道通过微加工技术制备，包括萃取池，抑制反应池，显色反应池(检测池)，微流体通道，微槽和微孔。离心机的旋转平台专为圆片状离心式微流控芯片设计的，中心以吸盘、卡槽或螺丝-螺母固定圆片状芯片。圆片状离心式微流控芯片由多层刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和双层粘性薄膜封合而成。圆片状离心式微流控芯片在离心机旋转产生的离心カ驱动下，实现样品与反应试剂的混合、萃取、反应、分离和显色过程，最后用紫外可见光分光光度计定量检测出样品中的农药残留含量。为实现上述目的，本专利技术采用以下操作步骤I.用计算机辅助设计软件设计和绘制离心式微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道图形；2.通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面和粘性薄膜上加工所需的微结构和微通道，包括萃取池，抑制反应池，显色反应池(检测池)，微流体流动通道，微槽和微孔；3.将待测样品加入卒取池中；4.利用双层粘性薄膜，将各层离心式微流控芯片进行对齐、粘合、加压封合，组成圆片状离心式微流控芯片；·5.将萃取剂加入萃取池，在抑制反应池加入酶，在显色反应池(检测池)加入底物和显色剂；6.启动离心机，萃取剂和待测样品在离心カ驱动下混合，萃取样品中残留的农药；7.改变离心速度，萃取液通过微阀转移进入抑制反应池，萃取液与酶发生抑制反应；8.抑制反应完成后，再改变离心速度，抑制反应池中溶液通过微阀转移进入显色反应池(检测池)，与底物反应后被显色剂显色；9.样品显色反应完成后，最后用紫外可见光分光光度计进行定量检测。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的检测样品可以是水体、食品，也可是土壌。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的芯片基材可以是PMMA、PC、PVC、C0C、硅片、玻璃、铜、铝、不锈钢圆片，也可是市售的各类CD光盘。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的芯片可以通过离心机的吸盘、卡槽固定，也可通过螺丝-螺母固定。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片可以是中心有孔芯片，中心孔径10 30mm,也可是无孔芯片。芯片厚度为0. 5 5mm,直径为60 150mm。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的微结构和微通道可以通过数控铣刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀制备，也可通过软刻蚀技术制备。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的各层芯片之间用粘性薄膜封合，粘性薄膜可以是カ致双层粘性膜，也可以是普通的双面胶。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的粘性薄膜的微结构和微通道可以通过数控铣刻、激光刻蚀制备，也可通过普通的刻字机制备。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的萃取池与抑制反应池之间，抑制反应池与检测池之间的连接微通道的宽度和深度均为380 u m,置入外径375 u m的石英毛细管作为微阀，用来调控样品微流体在芯片微通道中的流动。石英毛细管的内径可以是25、50,75,100 ii m，也可是150 u m,石英毛细管的内径越小，样品微流体就需更高的离心转速产生更大的离心カ来通过石英毛细管。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的不同检测过程采用不同的离心转速，萃取剂与样品混合萃取的离心转速为50 100转/分，萃取溶液通过石英毛细管进入抑制反应池的离心转速为300 600转/分，反应溶液通过石英毛细管进入显色反应池的离心转速为800 2000转/分。本专利技术中，检测农药残留的离心式微流控芯片的萃取剂为弱碱性磷酸盐缓冲溶液，酶为こ酞胆碱醋酶，底物为こ酸-I-萘酷，显色剂为固兰B盐。本专利技术提出的检测农药残留的圆片状带微结构和微通道的离心式微流控芯片及其制备方法，是ー种新型的检测农药残留的分析方法，可同时平行检测多个或多组样品，样品与试剂用量小，样品预处理简单且高效，易与检测器联用，检测时间短，具有便携、经济、快速、准确、高效的特点，符合现代分析检测技术和仪器便捷式、微型化、集成化的发展方向，在快速检测农药残留的相关领域具有良好的应用前景。附图说明·图I.检测农药残留的离心式微流控芯片的五层芯片及一组样品分析检测单元的结构示意图。图i.集成10组样品分析检测单元的检测农药残留的离心式微流控芯片的结构示意图。图ii.检测农药残留的离心式微流控芯片中五层芯片的结构示意图。I)第I层(上层芯片，有进样孔和通气孔)，2)第2层(双层粘性薄膜，粘合用)，3)第3层(中间层主芯片，有微结构和微通道)，4)第4层(双层粘性薄膜，粘合用)，5)第5层(底层芯片，封合用)。图iii. 一组样品分析检测单元的结构示意图。I)萃取池，2)抑制反应池，3)显色池(检测池)，4)石英毛细管，5)石英毛细管，6)通气孔和通气微通道。具体实施方案实施例I用计算机辅助设计软件设计和绘制检测农药残留的离心式微流控芯片的微结构和微通道图形。通过数控CNC微加工系统分别在三层聚碳酸酯(PC)芯片上制备微结构和微通道，分别用自来水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种检测农药残留的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，该芯片是圆片状带微结构和微通道的离心式微流控芯片，以离心力为样品微流体驱动力，与检测器联机使用，在芯片上同时实现样品预处理与检测。微结构和微通道通过微加工技术制备，包括萃取池，抑制反应池，显色反应池(检测池)，微流体通道，微槽和微孔。离心机的旋转平台专为圆片状离心式微流控芯片设计的，中心以吸盘、卡槽或螺丝？螺母固定圆片状芯片。圆片状离心式微流控芯片由多层刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和双层粘性薄膜封合而成。圆片状离心式微流控芯片在离心机旋转产生的离心力驱动下，实现样品与反应试剂的混合、萃取、反应、分离和显色过程，最后用紫外可见光分光光度计定量检测出样品中的农药残留含量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，沙俊，聂富强，
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：
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