[发明专利]用于现场检测水样中重金属离子的便携式目测荧光仪及方法

说明书

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及用于现场检测水样中重金属离子的便携式目测荧光仪及方法。

背景技术

生活中重金属离子的污染日益严重，对人类的健康已经构成严重威胁。其中，铅在环境水样中大量存在，铅对人体健康的危害众所周知，2006年甘肃徽县发生严重的“铅中毒事件”，2009年的湖南省武冈和陕西省凤翔先后发生“铅中毒事件”。其中陕西省凤翔县“铅中毒”事件造成将近九百人的儿童脱发，发育不良，智力受损。2010年，尼日尼亚铅污染事件更是导致250余人死亡。“铅中毒”事件屡次发生，危害触目惊心，让人心痛。铅对人体的危害主要体现在：能够在人体内积聚而引起铅中毒。据世界卫生组织研究报道，现在每天进入人体的铅来自食物的约400μg，水10μg，城市空气26μg。另外，科学研究表明铅对人体血液系统、神经系统、泌尿系统、免疫功能等均能造成破坏作用。对人类危害更大的是铅的致癌性，无机铅已被国际癌研究协会(IARC)列为人类的致癌物。

为更好地实现环境水样中金属离子污染事故的应急监测，以免因突发性环境水样中铅离子中毒事件的屡屡发生；也为更好地服务于环境监测等相关人员在事故现场，利用小型、便携、简易、快速检测仪或装置，在尽可能短的时间内对污染物质的种类、浓度、污染的范围作出判断，创作一种能够用于环境水样中铅离子污染事故的现场、即时测定的便携式装置，对于环境污染突发事故的控制意义重大。

目前能用于检测金属离子的仪器很多，但大多存在样品处理过程复杂、过于依赖大型仪器设备(原子吸收仪等)、耗费耗时、往往是用于环保局、质量监督局等一些大型检测机构。这些仪器苛刻的操作条件造成了它们不具有便携化和普遍适用性等特点，并且要求检测人员必须具备相应的专业技术知识等。因此，不适合现场、快速检测。近几年有研究报道重金属铅离子的检测试纸，可用于现场化，但其检测原理往往是基于染料与重金属离子的显色反应，而这种反应原理对重金属离子检测的灵敏度远低于聚集诱导发光原理的应用。

因此，提供一种金属离子的检测仪，能方便、快捷地进行检测，且灵敏度高，检测结果准确可靠，设备投资小，便于携带、适于现场检测，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供用于现场检测水样中重金属离子的便携式目测荧光仪，解决现有技术中金属离子的大型检测设备不适合现场快速检测，检测试纸灵敏度低、结果误差大的问题。

本发明还提供利用便携式目测荧光仪对水样中重金属离子进行检测的方法。

本发明采用的技术方案如下：

用于现场检测水样中重金属离子的便携式目测荧光仪，包括内置有与水样中重金属离子接触后可发生聚集诱导发光并形成聚集体的复合纳米金底物的微流控阵列芯片，嵌设于微流控阵列芯片底部用于发出一定波长的激发光、并利用该激发光照射聚集体以产生强烈荧光的多色LED阵列，与微流控阵列芯片顶部可拆卸连接并用于对聚集体所产生荧光进行观察的避光罩，以及嵌设于多色LED阵列底部用于产生震荡以加快聚集反应的速度的微型振荡器；微流控阵列芯片包括用于与多色LED阵列进行镶嵌且呈圆盘状的基底层，以及集成于基底层上端面上且呈圆形的微流控阵列芯片本体，微流控阵列芯片本体包括设于其圆心位置的待测样品池，和以待测样品池为中心均匀分布的数量至少为六个的储液池，待测样品池通过六条微通道分别与六个储液池直接连接。

进一步地，避光罩为空心圆台状，且其两端开口，避光罩底部的大口端与微流控阵列芯片可拆卸连接，避光罩顶部的小口端为观察孔，避光罩空腔内在靠近观察孔的位置处横向设有一个放大透镜。

进一步地，微流控阵列芯片本体上还包括通过设于微流控阵列芯片本体上的支微通道，与微通道连通的储液小池，储液小池的数量为一对以上，支微通道的数量与储液小池的数量相同并且一一对应。

进一步地，每一对储液小池对称分布于微通道两侧，并且连接同一对储液小池的一对支微通道同样对称分布于微通道两侧，在微通道上与每一对支微通道相连接处均设有一个对照小池，所有对照小池等距分布于待测样品池和储液池之间。

进一步地，微通道、与微通道连通的储液池、以及所有通过支微通道与微通道连通的储液小池共同组成芯片上的一个检测小组，芯片上设有至少六个检测小组。

进一步地，基底层的材料为玻璃，芯片为PDMS材质，待测样品池、储液池、储液小池以及对照小池均为圆形。

进一步地，微通道和支微通道的宽度均为800μm，深度均为800μm，且均为直通道。