[发明专利]一种检测农药残留的离心式微流控芯片及其制备方法

权利要求书

1.一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。

2.按权利要求1所述的离心式微流控农药残留检测芯片，其特征在于，其制作步骤如下：

1)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)将待测样品加入萃取池中；

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力驱动下混合，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。

3.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片的核心功能器件是圆片状离心式微流控芯片，以离心力为样品微流体的驱动力，微流控芯片基材来源广泛，可以批量生产、清洗简单、多次利用、灵活设计与组装。

4.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片上的微结构和微通道的尺寸是微米级别，通过数控铣刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀、软刻蚀技术的微加工方法在芯片基材表面制备。

5.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片由多层芯片叠加而成，构成三维立体的微结构和微通道网络，在芯片上直接完成样品预处理和分析检测。

6.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片可以在一块芯片上制作多组微结构和微通道，构成多组样品分析检测单元，提高单位时间的平行检测能力。

7.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片直接采用微量样品，无需进样前处理，在芯片上集成式完成分析检测的整个过程。

8.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片将不同内径的石英毛细管预埋入微通道中构成微阀，通过控制石英毛细管的内径来调控样品微流体的流动状态。

9.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片无需外置驱动泵和阀来控制样品微流体的流动状态，通过改变离心机的转速来控制产生的离心力，在离心力驱动下，使萃取液由萃取池转移至抑制反应池进行反应，反应抑制反应池内液体进入显色反应池与显色剂发生显色反应。

10.按权利要求1或2所述的检测农药残留的离心式微流控芯片及制备方法，其特征在于，这种农药残留检测芯片设备简单、便于携带、直接采样、无需进样前处理、样品和试剂用量小、平行分析检测能力高、易与检测器连接、样品预处理和检测过程在同一芯片上完成、样品无需转移、样品交叉污染几率小，很好地满足微全分析系统发展的需要，在快速检测农药残留的相关领域具有非常广泛的应用前景。