[发明专利]一种检测土壤中酚类化合物的离心式微流控芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测土壤中酚类化合物的离心式微流控芯片及其制备方法，该离心式微流控芯片表面有微结构和微通道，在离心机旋转产生的离心力驱动下，实现土壤中酚类化合物与集成在离心式微流控芯片上的萃取柱的富集与分离，通过紫外可见检测系统上检测土壤中酚类化合物的含量，主要应用于环境科学、医药学、食品科学等领域。

背景技术

酚类物质作为一种重要的化工原料，在煤气、焦化、石油化工、染料、制药等领域广泛使用，在化工产品的生产过程中均会产生各种含酚废水。酚类化合物是原形质毒物，对一切生活个体都会有毒害作用，低浓度酚能使蛋白变性，高浓度能使蛋白沉淀。如果人们长期饮用含酚水，可引起头晕、贫血及各种神经系统症状，甚至中毒。因此，对此酚类化合物的分析检测在环境科学、医药学、食品科学方面具有十分重要的意义。

水中酚类化合物的测定一般采用蒸馏后4-氨基安替比林分光光度法测定。但是该法需要有毒试剂氯仿萃取、操作步骤繁琐。固相萃取法测定酚已有一些报道，苯酚先与4-氨基安替比林和铁氰化钾反应生成红色显色产物，再在固相萃取柱上萃取富集，乙醇洗脱柱上产物，分光光度法测定，操作较方便且试剂无毒。但常规方法存在样品用量大，样品前处理复杂，成本较高的缺点，需要花费大量时间和成本。而且样品分离过程和检测是分开独立进行的，易引起样品损失和污染。由以上原因，建立一种小型集成装置，快速、便携、精确的酚类化合物检测装置是非常必要的。

近年来，分析检测仪器的微型化已经成为分析化学中一个重要的研究方向，微流控芯片分析技术是其中最活跃的一支，无论是在科研还是应用领域都获得了广泛的重视。微流控芯片作为一种新型的分析检测平台，具有高通量、高集成化、多重平行分析、便携式、易操作、成本低等优点，已经在环境检测相关领域获得了广泛应用。然而，采用圆片状芯片，在其表面制备微结构和微通道，依靠离心力驱动微流体，同时完成数个样品分析的离心式微流控芯片技术，目前在快速检测酚类化合物的应用领域尚未有实质性的突破。

发明内容

本发明的目的是提供了一种检测土壤中酚类化合物的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于该离心式微流控芯片是带微结构和微通道的圆片状芯片，以离心机旋转产生的离心力为驱动力，完成土壤中酚类化合物与萃取柱的富集和分离，通过紫外可见检测系统检测酚的含量。离心机的旋转平台专为圆片状芯片设计的，中心以吸盘、卡槽或螺丝-螺母固定圆片状离心式微流控芯片。圆片状离心式微流控芯片由刻有微米级别的微结构和微通道的芯片和粘性薄膜贴合而成，微结构和微通道通过微加工技术制备，包括样品池、废液池、检测池、微孔和微通道。

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，包括样品池、废液池、检测池、微孔和微通道。

(3)在固相萃取微通道中填充固体硅胶颗粒，制成固相萃取柱。

(4)利用双层粘性薄膜，将各层离心式微流控芯片粘合、压紧、封合，组成检测土壤中酚类化合物的离心式微流控芯片。

(5)将制备好固相萃取柱的光盘置于离心仪上，在进样口加入洗液，正方向启动离心机，洗涤纯化固相萃取柱，废液进入废液池。

(6)在进样口分别加入样品液和萃取液，负方向转动离心机，洗脱液进入检测池。

(7)最后将光盘置于紫外可见检测系统上，470nm处测定检测池内萃取液吸光度。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片的芯片基材可以是PMMA、PC、PVC、COC，也可是各类普通CD光盘。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片和粘性薄膜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、也可用软刻蚀技术进行制备。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片是由三层芯片组成，各层芯片之间用粘性薄膜贴合，粘性薄膜可以是力致粘性薄膜，也可是普通双面胶薄膜。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片上的样品预处理采用固相萃取法。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片通过在微通道内填充固体硅胶颗粒原位制成微型离心色谱柱，填充物可以是硅胶颗粒，也可是三氧化二铝粉末。

本发明中，检测酚类化合物的离心式微流控芯片通过改变光盘旋转方向和转速，更改光盘上流体的流动方向，废液流入废液池，萃取流入检测池。