[发明专利]一种检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，该芯片是圆片状带微结构和微通道的离心式微流控芯片，由多层刻有微米级别的微结构和微通道的芯片、双层粘性薄膜封合而成，以离心力作为样品微流体的驱动力，完成待测样品与萃取剂的混合、萃取、分离和过滤过程，以红外光谱仪为检测装置，定量或定性地检测出芯片上样品中多环芳烃脂的含量。微结构和微通道通过微加工技术制备，包括萃取池、过滤池、检测池、微阀、微通道、微槽和微孔。离心机的旋转平台专为圆片状样品设计的，中心以吸盘、卡槽或螺丝-螺母固定圆片状离心式微流控芯片。

2.按权利要求1所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，其制作步骤如下：

1)用计算机辅助设计软件设计和绘制离心式微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道图形；

2)通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面加工制备所需的微结构和微通道，包括萃取池、过滤池、检测池、微阀、微通道、微槽和微孔；

3)将待测样品放入萃取池；

4)利用双层粘性薄膜，将各层离心式微流控芯片进行对齐、粘合、加压封合，组成离心式微流控芯片；

5)芯片封合后，在萃取池内加入萃取剂；

6)启动离心机，待测样品和萃取剂在离心力作用下混合、萃取和分离；

7)改变离心速度，萃取液通过微阀转移进入过滤池，在此池中进行固液分离；

8)再次改变离心速度，经过滤后的澄清萃取液通过微阀转移进入检测池；

9)样品处理好后，在红外光谱仪上检测萃取溶液，获得多环芳烃的含量。

3.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片的核心功能器件是圆片状具有微结构和微通道的离心式微流控芯片，微结构和微通道的尺寸是微米级别的，通过数控铣刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀、软刻蚀技术的微加工方法在芯片基材表面制备。圆片状离心式微流控芯片可以批量生产、多次利用、灵活设计与组装。

4.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片无需任何外置连接的泵，样品微流体是在离心力驱动下与萃取试剂进行混合、萃取和分离。

5.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片无需进样前处理，可以在芯片上直接完成样品预处理和检测，并同时检测出样品中多环芳烃的含量。

6.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片可以在一块芯片上制作多组微结构和微通道，构成多组样品分析检测单元，提高单位时间的平行检测能力。

7.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，控制样品微流体流动的微阀由石英毛细管预埋入微通道中构成，通过控制石英毛细管的内径来调控微流体的流动状态。

8.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片是通过逐级改变离心机的转速，使萃取液从萃取池通过矩形毛细管转移至过滤池，随后从过滤池通过石英毛细管转移至检测池，石英毛细管的内径越小，样品微流体通过该石英毛细管所需的离心力就越大，所需的离心转速就越高。

9.按权利要求1或2所述的检测土壤中多环芳烃的离心式微流控芯片及其制备方法，其特征在于，这种多环芳烃检测芯片设计巧妙、设备简单、便于携带、直接采样、无需样品处理、样品和试剂用量小、平行检测能力高、易与检测器连接、样品的前处理和检测过程在同一芯片上完成、样品无需转移、样品交叉污染几率小，很好地满足微全分析系统发展的需要，在便捷、快速、准确地检测多环芳烃的相关领域具有广泛的应用前景。