[发明专利]一种环境突发事件应急与预警系统及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境突发事件应急与预警系统，该系统充分利用了微流控芯片易于将多个功能单元集成的特点，将微流控芯片作为分析处理核心，通过物理、化学或生物分析手段，整合微流体驱动、微处理装置、微检测分析装置、数据采集装置、电信号检测分析装置、信息发送装置及网络远程控制等功能单元，形成芯片微全分析系统，对危险物进行分析和监测，基于微流控芯片快速、高效分析检测能力和其微型化、便携性及易于集成的特点，快速检测环境突发事件中产生的固体、液体及气体危险物并实时远程传送分析数据结果，实现环境突发事件的快速应急与预警。

背景技术

我国社会经济迅速发展，但是由于生产力发展水平不均衡、工业的安全生产基础胶薄弱、工业企业布局严重不合理及对环境污染尤其是突发性环境污染事故的估计和准备不足，环境污染问题越来越引起人们的极大关注，特别是突发性环境事件的频繁发生已经危害到了人们的生活而日益受到社会的重视。例如2008年，某一高速公路上运输危险品火车起火，造成危险品泄漏，如不及时处理，将对附近区域造成恶劣环境危害事故，后果不堪设想；又如2009年，某公司生产原料储罐发生泄漏，大量污染物流入河流，对下游饮用水水源安全构成威胁。对这些环境突发事件中的危险物进行应急检测和预警，是环保部门对环境突发事件快速做出回应的关键，对尽量减少环境突发事件的危害有着极其重要的意义。目前环境突发事件应急与预警系统主要有以下两种：(1)现场采样、实验室分析、信息报送、决策应对；(2)移动车载式检测仪器分析、信息报送、决策应对。第一响应是应急管理的基本原则，然而，目前环境危险物检测设备检测效率和检测能力的不足，成了第一响应的发展瓶颈，直接导致突发事件响应速度和快速决策能力不足。目前的环境突发事件应急与预警系统检测仪器构件复杂、体积庞大、在线分析检测能力差、单位时间处理分析样品能力低、系统占地大、性价比低、应用功能单一、自动化程度低以及难以实现便携性现场实时在线监测。

环境突发事件的频发及快速应急与预警系统的落后，使得开发新一代的便携式、集成化、网络化的快速应急与预警系统就显得十分重要。因此，开发有效的对环境突发事件泄漏的危险物进行连续、快速、在线检测的便捷式检测应急与预警系统已成为当务之急。近年来，微流控芯片作为一种新型的分析平台，具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在很多领域获得了广泛的应用，例如细胞生物学、分析化学、材料学、组织工程和微电子等领域。然而，将微流控芯片作为分析处理核心平台的环境突发事件应急与预警系统，通过物理、化学或生物分析手段，整合微流体驱动、微处理装置、微检测分析装置、数据采集卡、电信号检测分析装置、信息发送装置及网络远程控制等功能单元，形成芯片微全分析系统，对危险物进行分析和监测，目前在应用领域尚未有实质性的突破。

发明内容

本发明的目的是设计和制备一种环境突发事件应急与预警系统，其特征在于该系统可以实时、快速、准确地分析监测各类突发事件中产生的危险物，并且具有便携化微型化的特点。将微流控芯片作为分析处理核心，通过物理、化学或生物分析手段，整合微流体驱动、微处理装置、微检测分析装置、数据采集装置、电信号检测分析装置、信息发送装置及网络远程控制等功能单元，形成芯片微全分析系统，对危险物进行分析和监测，基于微流控芯片快速、高效分析检测能力和其微型化、便携性及易于集成的特点，快速检测环境突发事件中产生的固体、液体及气体危险物并实时远程传送分析数据结果，实现环境突发事件的快速应急与预警。

为实现上述目的，本发明采用以下的操作步骤：

1.用计算机辅助设计软件(CAD)设计和绘制微流控芯片的微通道图形。

2.通过微加工技术在微流控芯片的基材表面制备CAD设计的微通道图形。

3.将微流控芯片基材切割后得到上下两片微流控芯片(5×5cm)，用乙醇、去离子水、乙醇依次清洗后，自然晾干。

4.将微流体驱动、微处理装置、微检测分析装置、数据采集装置、电信号检测分析装置、信息发送装置及网络远程控制等功能单元组装在芯片系统内。

5.将微流体驱动、微处理装置、微检测分析装置、数据采集装置、电信号检测分析装置、信息发送装置及网络远程控制等功能单元的辅助设备与上述各功能器件相连。

6.将上下两层芯片进行封合，组成芯片微全分析系统。

7.将样品微量采集装置、分析检测芯片系统和微机处理控制中心进行连接，组装成环境突发事件应急与预警系统。

本发明中，环境突发事件应急与预警系统的核心部件是微流控芯片平台。