[发明专利]基于智能凝胶的Pb2+微流控检测芯片及水样中Pb2+的检测方法

权利要求书

1.一种基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于包括基板(1)、凝胶片(2)、检测毛细管(3)、支撑毛细管(4)、进样头(5)、出样头(6)和支撑杆(7)，

所述检测毛细管(3)为玻璃圆管，所述凝胶片(2)的材料为聚N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠6，凝胶片垂直于检测毛细管的轴线设置在检测毛细管(3)中，当温度低于聚N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠6的体积相转变温度时，凝胶片(2)将检测毛细管的内孔分隔为两个区间；当温度高于聚N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-18-冠6微凝胶的体积相转变温度时，凝胶片(2)收缩，在检测毛细管中形成过流通道，此时当含Pb²⁺的水样流经检测毛细管的内孔时，凝胶片(2)会选择性地络合Pb²⁺并发生体积溶胀，造成检测毛细管(3)的过流通道减小；所述支撑毛细管(4)为圆管且内径小于检测毛细管(3)的内径，所述支撑杆(7)为圆杆，支撑杆的外径与支撑毛细管的内径匹配；

所述检测毛细管(3)固定在基板(1)上，所述进样头(5)、出样头(6)分别固定在检测毛细管(3)两端的基板(1)上并与检测毛细管连通，所述支撑毛细管(4)位于出样头(6)一侧且与检测毛细管(3)同轴线固定在基板上，所述支撑杆(7)穿过支撑毛细管的内孔插入检测毛细管中，它的一端与凝胶片接触，另一端固定在基板上；

检测毛细管中凝胶片的设置方法为：

①以N-异丙基丙烯酰胺、苯并-18-冠6为单体，以偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发剂，以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，将所述单体、引发剂、交联剂和去离子水混合均匀形成凝胶前驱液，凝胶前驱液中，N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0.5～1.5mol/L，苯并-18-冠-6与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为(1～5):20，引发剂与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为1:(10～100)，交联剂与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为1:(20～100)；

②将凝胶前驱液注入检测毛细管中，然后用带透光缝的遮光板覆盖检测毛细管，所述透光缝与检测毛细管的轴线垂直，在5～25℃用紫外光穿过透光缝照射检测毛细管并旋转检测毛细管，引发透光缝处的检测毛细管中的凝胶前驱液发生交联反应，在检测毛细管中形成凝胶片，再用去离子水洗去检测毛细管中的凝胶前驱液，即完成检测毛细管中凝胶片的设置。

2.根据权利要求1所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于所述凝胶片(2)的厚度为50～200μm。

3.根据权利要求1或2所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于所述检测毛细管的内径为100～500μm。

4.根据权利要求1或2所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于所述支撑毛细管的内径为检测毛细管内径的0.5～0.7倍。

5.根据权利要求1所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于控制检测毛细管旋转的转速为30～200r/min。

6.根据权利要求5所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于步骤②中，将装有凝胶前驱液的检测毛细管的一端与电机的动力输出轴相连、另一端放入限位管中，开启电机使检测毛细管旋转。

7.根据权利要求1所述基于智能凝胶的Pb²⁺微流控检测芯片，其特征在于所述遮光板由能避免紫外线穿过的材料制作。