[发明专利]基于拉曼光谱的食物表面残留物微流控检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱的食物表面残留物微流控检测装置，其特征在于：所述装置包括溶剂区、缓存区、冲刷区和检测区，一定量的磁性纳米溶剂首先由溶剂区通过微管引流至缓存区后，循环经缓存区引流至冲刷区对食物表面的残留物进行多次充分冲刷后回流至缓存区，携带有食物表面残留物的磁性纳米溶剂再由缓存区被引流至检测区，在检测区完成食物表面残留物的拉曼光谱检测后流入检测区内的废液池；将一定量的超纯水从溶剂区引流至缓存区，经历与磁性纳米溶剂相同的微管路径就能够完成装置的清洗；

所述溶剂区包括磁性纳米溶剂池、微泵Ⅰ、超纯水池和微泵Ⅱ，微泵Ⅰ与磁性纳米溶剂池连接，控制磁性纳米溶剂池的导通，微泵Ⅱ与超纯水池连接，控制超纯水池的导通，微泵Ⅰ和微泵Ⅱ的另一端都与缓存区连接；所述缓存区包括通路开关、交变磁场发生器、缓存池和方向阀，通路开关的一侧分别与溶剂区和冲刷区连接，用来控制缓存区的导通，另一侧依次与缓存池和方向阀连接，交变磁场发生器设置在缓存池下方，用来使缓存池中的磁性纳米溶剂处于不间断的活跃运动状态，方向阀的另一侧分别与冲刷区和检测区连接，用来控制缓存池中磁性纳米溶剂或超纯水的流向；所述冲刷区包括冲刷单元和微泵Ⅲ，微泵Ⅲ一端与缓存区中的通路开关连接，一端与冲刷单元连接，食物表面残留物在冲刷单元内完成采集后，通过微泵Ⅲ控制冲刷区的导通，使冲刷单元内的磁性纳米溶剂或超纯水回流至缓存区；所述检测区包括微泵Ⅳ、流量计、光谱发生器、沉淀区、固定磁场发生器和废液池，微泵Ⅳ的一端与缓存区中的方向阀连接，用来控制检测区的导通，另一端依次与流量计、沉淀区、废液池连接，流量计用来对缓存区引流过来的混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂进行计量，固定磁场发生器产生磁场，使混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂吸附在沉淀区处，达到富集样品的效果，光谱发生器用来采集沉淀区里食物表面残留物的拉曼光谱，以便将得到的拉曼光谱数据与原始光谱进行分析对比，结合流量计计量的混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂的流量，计算出食物表面残留物的浓度；完成检测的混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂最后流入废液池。

2.根据权利要求1所述的一种基于拉曼光谱的食物表面残留物微流控检测装置，其特征在于：所述冲刷单元包括端盖、胶垫圈、网状检测物捕捉器和冲刷腔体，冲刷腔体入口侧通过微管与缓存区中的方向阀连接，出口侧通过微管与微泵Ⅲ连接，网状检测物捕捉器中放入要检测的食物样品后，将网状检测物捕捉器通过端盖放入冲刷腔体内，然后盖上冲刷腔体上的端盖，并通过端盖上的胶垫圈对冲刷腔体进行密封，以保证其气密性。

3.根据权利要求2所述的一种基于拉曼光谱的食物表面残留物微流控检测装置，其特征在于：所述沉淀区通向废液池的微管垂直高度高于沉淀区，以使在沉淀区充满之前，溶液不会流向废液池。

4.根据权利要求3所述微流控检测装置的基于拉曼光谱的食物表面残留物微流控检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、打开微泵Ⅰ和通路开关，使溶剂区与缓存区通路，将磁性纳米溶剂池中的一定量磁性纳米溶剂引流至缓存池，同时打开交变磁场发生器，使缓存池中的磁性纳米溶剂处于不间断的活跃运动状态，然后关闭微泵Ⅰ，使溶剂区与缓存区断路；

S2、事先将要检测的食物样品放入网状检测物捕捉器后，通过端盖放置到冲刷腔体中，并通过端盖上的胶垫圈对冲刷腔体进行密封，以保证其气密性；控制方向阀，使缓存区与冲刷区通路，磁性纳米溶剂在方向阀的作用下到达冲刷单元对食物样品进行冲刷，同时打开微泵Ⅲ，使混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂经微泵Ⅲ、通路开关回流至缓存池中，控制方向阀重复冲刷多次，以保证食物样品表面残留物采样完全后，控制方向阀使缓存区与冲刷区断路，关闭微泵Ⅲ；

S3、控制方向阀使缓存区与检测区通路，打开微泵Ⅳ及流量计，缓存池中混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂由微泵Ⅳ推进，经由流量计读取数据后，进入沉淀区，固定磁场发生器产生磁场，使混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂吸附在沉淀区处，达到富集样品的效果，当缓存池中的溶液全部推往沉淀区后，关闭微泵Ⅳ及方向阀，由于沉淀区通向废液池的微管垂直高度高于沉淀区，以使在沉淀区充满之前，溶液不会流向废液池，当溶液在沉淀区中停留一定时间后，打开光谱发生器采集沉淀区里食物表面残留物的拉曼光谱，以便将得到的拉曼光谱数据与原始光谱进行分析对比，结合流量计计量的混合有食物表面残留物的磁性纳米溶剂的流量，计算出食物表面残留物的浓度；

S4、检测完毕后，关闭流量计、光谱发生器、固定磁场发生器，取出冲刷单元中的网状检测物捕捉器，打开微泵Ⅱ，使超纯水池中的超纯水引流至缓存池，控制方向阀使缓存区与冲刷区通路，用超纯水对缓存池和冲刷区进行冲洗，再关闭微泵Ⅲ，控制方向阀使缓存区与检测区通路，将溶液推入废液池，重复上述步骤多次，实现微流控在线清洗功能。