[实用新型]一种朗伯‑比尔定律教学用微芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及分析化学教学器具技术领域，具体涉及一种基于微流控芯片技术制作的朗伯-比尔定律教学用微芯片。

背景技术

本技术属于微型化化学反应装置和微流控芯片技术的交叉领域，其主要思路是利用微流控芯片的制作技术，制作新型微型化分析化学教学器具，Manz A等人于20世纪90年代初首次提出了微型全分析系统(miniaturized total analysis system，μ-TAS)的概念。其中的微流控芯片综合了分析化学、微机电系统(mi-cro-electro-mechanical system，MEMS)、计算机、材料学、生物医学等多学科领域，将化学实验室的各项功能如样品预处理、进样、分离与检测等，集成到信用卡大小的芯片上，实现实验室的微型化，可以大大缩短整个分析流程所需要的时间；也能将试剂的消耗降低到微升甚至纳升级，可以实现多种分析功能。从本世纪初开始，微流控芯片技术得到了飞速发展，已经广泛应用于芯片毛细管电泳、材料合成、免疫分析、细胞操纵、蛋白质结晶研究等众多领域，是分析科学研究的热点之一。但是该技术目前主要是应用在科研方面，教研方面应用较少，然而微芯片法耗材少，便携性好等特点恰恰符合绿色化学、微型化化学实验的要求，也方便实现理实一体化教学，因此其在教学领域也具有非常广泛的应用前景。另一方面，目前微芯片制作的技术如MEMS技术等较为昂贵，这也限制了其在教学领域的应用。

微型化实验是20世纪80年代崛起，国际上公认的能体现绿色化学理念的化学实验的新技术和新方法。其具有节约药品，节省时间，减少实验的“三废”等优点，引起了国内外实验教学人员的普遍重视。但是微型化装置一般来说还是需要有配套的水电等设施，无法真正带入课堂进行实验，同时仪器设备需要特制，因此价格上也较贵，无法实现教师乃至学生对反应装置的自我设计。

如目前对朗伯-比尔定律的教学需要用到紫外-可见分光光度计，其需要配套水电，便携性差，不可能带入课堂进行教学，因此只能是理论和实践教学分离，理论教学时难以给同学直观的关于该定律的印象。朗伯-比尔定律的表达式为：

A＝K·c·L

表示当一束平行单色光垂直通过某一具有一定光照面积的、含吸光物质的稀溶液时，若该溶液均匀、无散射，则在入射光波长、强度及溶液的温度等条件保持不变的情况下，该溶液中的吸光物质对单色光的吸光度A与溶液的浓度c及溶液液层厚度L的乘积成正比关系，本设计将微型化化学实验的概念和微流控芯片的技术结合在一起，设计了一种通过热溶胶、培养皿、磁铁为模板，用聚二甲基硅橡胶(PDMS)制备的能够演示朗伯-比尔定律的教学用芯片，采用能够构建浓度梯度和厚度梯度的微芯片，达到更好的教学效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是设计出一种便携的、可以在课堂上直接演示朗伯-比尔定律的微芯片。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术手段为：一种朗伯-比尔定律教学用微芯片，包括芯片本体，所述芯片本体内设有进样管道和进水管道，所述进样管道和进水管道通过交汇通道与其下端的四个出样管道连通，每一个所述出样管道的出口依次连通有多个不同厚度的储液槽。

进一步的，四个所述出样管道内可形成不同浓度梯度的高锰酸钾溶液。

进一步的，任一个所述出样管道的出口连通的储液槽的数量均为三个。

进一步的，三个所述储液槽的厚度依次为2mm、4mm、6mm。

进一步的，所述进样管道的入口设有进样口，所述进水管道的入口设有进水口。

本实用新型的有益效果在于：制作成本低廉，无需任何大型仪器设备，方便进行大规模生产，满足教学使用，同时可在普通实验室进行设计加工，无需特制仪器设备，方便教师乃至学生对相关装置进行制作。制备出的芯片便携性好，可以携带到课堂进行理实一体化教学，方便同学及时理解教学内容，与目前的教学方法比较显然更能够让同学直观的观察到现象。相比较打印模板法该方法获得的芯片管道宽，演示区域大，现象更明显。同时实现了打印模板法制备的芯片难以制备的具有三维结构的芯片，方便了对相关知识的教学。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本实用新型的示意图；

图2为微芯片的制备过程示意图；

图中：进样管道1；进水管道2；交汇管道3；出样管道4；储液槽5；芯片本体6；培养皿7；PDMS下底片8；进样口10；进水口20。