[发明专利]一种基于微流控技术的便携式紫外与荧光集成化光谱在线检测仪

说明书

本发明涉及一种便携式紫外与荧光同时检测的微流控光谱在线检测仪。本研究从材料光谱特性与尺寸、形貌的关系为切入点，针对当前市场的光谱（紫外‑可见、荧光）检测仪器存在的操作繁琐、时间长、灵敏度低，设备规模大无法与微流控设备串联等缺陷，通过自选配件，自主搭建了一台具有完全自主知识产权的实时在线光谱检测系统，该仪器集成紫外与荧光功能（已开发，未来将解锁荧光寿命与量子产率单元），且能够实现待测物流动状态下的连续检测，积分时间低至5 ms，它能够与微流体合成设备串联实现瞬间合成反馈，保证材料高通量合成的均一性，完全颠覆以往通过收集、离心、干燥、形貌与光谱测试、指导合成这种五元一体的复杂模式，具有强有力的产业化基础。

技术领域

本发明涉及一种便携式紫外与荧光同时检测的微流控光谱在线检测仪，属于新型发明创造光谱检测技术领域。

背景技术

作为一门由生物、化学、医学等多学科交叉融合而兴起的热点学科，生物传感技术凭借检出限低、成本低、易功能集成以及可芯片化等优势，在疾病标志物的分析中受到了研究者们的广泛关注。其中，荧光、电化学发光、化学发光等免疫分析手段结合了电化学、光化学及免疫传感技术，具有检测耗时短、操作简单、灵敏度高等特点，已经成为生物传感器的主流依托技术。而目前无论是用于荧光分析的荧光光谱仪，还是应用于电化学发光和化学发光分析的MPI、RFL系列化学发光、生物发光、电化学发光检测仪，操作、检测模式都较为单一，特别是目前市场上的电化学发光检测系统无法检测分析发光波长，这大大限制了对该领域中发光机理的研究；很多设备的样品采样模式无法连续采样，反复的样品更换导致检测效率低下；一些设备的检测限不足，部分超微弱光无法捕捉，也限制了这些技术在生物分析中的应用。基于上述光谱仪发展滞后的现状，不断研发设计组装新型光谱、光度检测系统，实现光学测试与材料合成、生化传感、细胞监测等领域的交叉融合，对合成化学、材料化学、分析化学、光电化学、生命科学的发展有着重要意义。

发明内容

本发明目的之一是将复杂的紫外与荧光检测仪整合成为一个整体，采用光纤光谱仪作为紫外与荧光的检测单元，氘卤素灯的选择了H-3 Plus氘卤钨灯辐射校准光源，FHS-UV滤光片及支架、多根光纤跳线、光学面包板、LED控制器、多波长LED光源等光学配件；

本发明目的之二是采用流通式电解池，电解池与微流控技术结合，使少量电解液存在时实现待测物流动状态下的连续检测，积分时间低至5 ms，它能够与微流体合成设备串联实现瞬间合成反馈。

本发明技术方案如下：

1、一种便携式紫外与荧光同时检测的微流控光谱在线检测仪，其特征在于：

将复杂的紫外与荧光检测仪整合成为一个整体，采用光纤光谱仪作为紫外与荧光的检测单元，氘卤素灯的选择了H-3 Plus氘卤钨灯辐射校准光源，FHS-UV滤光片及支架、多根光纤跳线、光学面包板、LED控制器、多波长LED光源等光学配件。

2.采用流通式电解池，电解池与微流控技术结合，使少量电解液存在时实现待测物流动状态下的连续检测，积分时间低至5 ms，它能够与微流体合成设备串联实现瞬间合成反馈。

本发明的有益成果

（1）将市场现有的紫外可见光谱、荧光光谱仪等多光学反馈控制手段有针对性的进行改进，通过计算机控制系统，有机的集成在统一的微小型箱体之中；

（2）能够实现纳米材料在微反应器合成中多方法多参数的联合监控；能够在光/电化学传感中实现光谱信号的连续识读，包括电解液、共反应剂流动注射状态，能够实现不同样品检测时的快速切换，无需人工反复开关检测盒，检出限高于行业内大多数光学检测产品；

（3）能够实现环境中（水质）荧光类污染物的实时在线监测；能够对微流体纳米材料合成过程中的参数监控和调整方式产生重大影响，将有效减少相关实验条件的摸索过程，提高实验效率，更好的保障纳米材料合成的效率与质量。

具体实施方案

实施例1 光谱检测仪的应用过程

采用微流控技术将一定量五水四氯化锡、超纯水、五水硝酸铋、4 M.氢氧化钠水溶液混合于180 °C反应，反应结束后利用多功能实时在线光谱检测系统在合成过程中对所得材料的荧光发射波长、荧光强度以及紫外吸收、反射波长进行测量，得到材料粒径与材料光学性质之间的关系，进而在合成过程中对材料进行实时调控得到所需锡酸铋纳米材料。