[发明专利]一种微流控农残检测芯片及应用

说明书

本发明公开了一种微流控农残检测芯片、检测系统和方法，包括底板以及透明盖板，所述底板上设有流道，按照物料流向，所述流道中设有第一微混合器、抑制反应区、第二微混合器以及显色区；所述流道入口处设有供驱动油进入所述流道的进液池；在所述进液池与第一微混合器之间的流道上，设有用于滴加含有农药的检测样液的样液池和用于滴加含有胆碱酯酶的溶液的酶液池；在所述抑制反应区与第二微混合器之间的流道上，设有用于滴加底物和显色剂的底物池。本发明使用微流控芯片作为反应载体。装置轻巧便携，用微量试剂即可完成检测分析；具有广阔的功能拓展前景，可耦合多项检测，例如重金属含量分析；且采用自动分析，精度高。

技术领域

本发明属于农药检测技术领域，具体是涉及一种微流控农残检测芯片 及应用。

背景技术

农药作为现代农业的重要组成部分，其对于作物产量的提升作用意义 巨大；但是滥用农药也引发了严重的农残问题，对人体健康威胁巨大：85％ 以上的癌症、80余种疾病与农药残留有关。有效的农残检测方法是保障食 品安全的必须手段。

目前广泛使用的农残检测方法包括农残速测卡检测法与质谱、色谱检 测法。

农残速测卡是一种快速检测试纸。农残速测卡是基于酶抑制反应实现 对农药的检测。酶抑制反应检测农药残留基于有机磷和氨基甲酸酯类农药 与乙酰胆碱酯酶特异性结合使其失活，影响酶正常催化分解作用的原理， 通过检测乙酰胆碱酯酶的抑制率从而判断农药的浓度。反应过程如下：底 物硫代乙酰胆碱(ATCh)在乙酰胆碱酯酶(AchE)的催化作用下被水解 为胆碱和乙酸。随后生成的胆碱与显色剂二硫代二硝基苯甲酸(DTNB) 反应形成黄色化合物。通过检测反应显色的深浅可以得到农药浓度信息。 化学反应机理如图1所示。其操作简便、携带方便，无需专业培训；但由 于使用中完全手动操作，缺乏严格的控制条件，且完全由裸眼比色判断结 果，因此该法检测精度较极为有限(约0.5mg/L)。

气相色谱法精度极高且适用范围广，但检测时间长(超过一天)；需 要专业人员操作；仪器体积庞大、价格昂贵，成本至少数万元。

微流控芯片(microfluidic chip)，又称芯片实验室(lab-on-a-chip)。 通过微型反应区及流道设计，最大限度的实现分析设备的微型化、集成化。 该技术能够将多种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合和大规模 集成，大幅度缩短样品的处理时间，以极少量的样品获得极大的信息量。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种微流控农残检测芯 片，利用该微流控农残检测芯片可以快速、高精度的实现读农药残留的检 测。

本发明同时提供了一种微流控农残检测系统，利用该系统可以方便快 捷的实现对农药残留量的检测，且操作简单，精度高，

本发明还提供了一种微流控农残检测检测方法。

一种微流控农残检测芯片，包括底板以及透明盖板，所述底板上设有 流道，按照物料流向，所述流道中设有第一微混合器、抑制反应区、第二 微混合器以及显色区；

所述流道入口处设有供驱动油进入所述流道的进液池；

在所述进液池与第一微混合器之间的流道上，设有用于滴加含有农药 的检测样液的样液池和用于滴加含有胆碱酯酶的溶液的酶液池；

在所述抑制反应区与第二微混合器之间的流道上，设有用于滴加底物 和显色剂的底物池。

为保证料液的混合，作为优选，所述第一微混合器和第二微混合器为 迂回设置的流道结构。

通过第一微混合器主要实现对含有农药的检测样液和胆碱酯酶的充 分混合。通过第二微混合器主要实现对抑制酶液与底物之间的混合。通过 抑制反应区主要实现含有农药的检测样液和胆碱酯酶的反应。

本发明中，所述样液池、酶液池的顺序可以改变。