[发明专利]一种基于微流控芯片的多通道有害气体检测装置与方法

说明书

本发明公开一种基于微流控芯片的多通道有害气体快速检测装置与方法，微流控芯片由2块以上粘合在一起并成一列的相同的单个芯片组成，每块单个芯片内部都设有一个储液池、障碍混合液体通道和轮盘状气液混合通道，储液池经障碍混合液体通道连接轮盘状气液混合通道，轮盘状气液混合通道经上升通道连接气液出口，还设有多个发光二极管、多个光敏二极管和一个电路芯片；光敏二极管将收集的数据传输至计算机得出反应有害气体的体积，流量计将微型气泵抽入气体的体积传输至计算机，将有害气体的体积除以微型气泵抽入气体的体积得到有害气体在空气中的百分比；将微流控芯片技术与光学检测技术相结合，具备样本自动预处理功能，整个检测过程全自动化。

技术领域

本发明涉及有害气体检测技术和微流控技术，具体是一种基于微流控芯片的有害气体快速检测装置。

背景技术

现今空气中的各种有害气体正在危害着人们的身体健康，比如在农业方面，大棚中的氨气、亚硝酸、一氧化碳气体等；在人们的生活中，新房装修及新的家具中的有害气体甲醛、甲苯等。目前空气中的有害气体检测起来十分不便，有单独检测甲醛的仪器，这种仪器反应时间很长，一次只能检测甲醛一种有害气体，结果也不精确。

微流控芯片具有体积小、反应迅速、精确及试剂消耗量极少的优点。中国专利号为201320247394.1的文献中公开了一种基于微流控芯片的自流式甲醛检测装置，采用Z字形微量流通池，含两个入口和一个出口,两个入口分别是含甲醛吸收液注入口和显色剂注入口,每个入口配置一个与微流控芯片表面垂直的溶液池,出口连接内径为1mm的细管至Z形微量流通池的入口，将微流控芯片技术与光学检测技术相结合，但是该装置存在的缺陷是：1、缺少样品自动预处理与进样环节,这不仅会给检测带来繁琐的样品预处理过程，而且还会因手工操作的差异性引起检测误差；2、该装置中所述的Z形通道虽然也加大了反应面积，但在吸光度检测中，整个反应显色区域成为一块长方形区域，不便于均匀高效的利用光源发出的光信号进行吸光检测；3、该装置只能检测甲醛一种有害气体，实际利用效率不高。

发明内容

本发明的目的是针对目前有害气体检测设备所存在的缺陷，提出一种基于微流控芯片的多通道有害气体快速检测装置与方法，具备样本自动预处理与检测功能，能高效利用光源，快速有效地实现多种有害气体检测。

本发明一种基于微流控芯片的多通道有害气体快速检测装置采用的技术方案是：具有一个放置在暗盒内的微流控芯片，暗盒外部设置微型抽气泵，微型抽气泵中带有流量计，微型抽气泵一端穿过暗盒的侧壁上所开的通孔后连接暗盒内的集合通道，微流控芯片由2块以上粘合在一起并成一列的相同的单个芯片组成，每块单个芯片的同一侧面各设一个气液出口，集合通道通过分支通道分别与每个气液出口相连接，一个分支通道连接于一个气液出口；每块单个芯片内部都设有一个储液池、障碍混合液体通道和轮盘状气液混合通道，储液池经障碍混合液体通道连接轮盘状气液混合通道，轮盘状气液混合通道经上升通道连接气液出口，每块单个芯片的储液池中加有一种试剂；在暗盒内部还设有多个发光二极管、多个光敏二极管7和一个电路芯片，发光二极管和光敏二极管分别经电源线连接于电路芯片，一个发光二极管位于一个轮盘状气液混合通道的正上方，一个光敏二极管位于一个轮盘状气液混合通道的正下方，电路芯片经控制线连接计算机，微型抽气泵也连接电路芯片，微型抽气泵中的流量计通过信号线连接计算机。

进一步地，障碍混合液体通道一端经一段气液通道连接于储液池底部，障碍混合液体通道另一端经另一段气液通道连接于轮盘状气液混合通道的中心处，障碍混合液体通道的直径小于连接于储液池的这一段气液通道的直径；障碍混合液体通道、气液通道和上升通道均高于轮盘状气液混合通道。

进一步地，暗盒的上盖板是可开合的结构，在开合侧的暗盒上盖板处装有上电磁铁，在开合侧的暗盒侧板上装有与上电磁铁相对应的下电磁铁，在暗盒旋转侧的上盖板处装有弹簧，上电磁铁和下电磁铁均经电源线连接电路芯片。

所述基于微流控芯片的多通道有害气体快速检测装置的检测方法采用的技术方案是具有以下步骤：