[发明专利]一种用于检测总氮总磷的微流控芯片集成系统

说明书

本发明公开了一种用于检测总氮总磷的微流控芯片集成系统，包括进样单元A、进样单元B和混合消解检测单元。集成了两种进样方式和混合消解检测一体化检测，整个仪器的体积小，维护量低，流道的体积小、携带的污染低、管道的转接头少，集成化的液路系统，减小在线组装工作量。

技术领域

本发明涉及环境监测设备领域，尤其涉及一种用于检测总氮总磷的微流控芯片集成系统。

背景技术

水环境监测对象种类繁多，总氮总磷是水质监测的两个重要常规指标，总氮指的是水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的总和，主要来自农业生产中的化肥流失。总磷是水中各种形态的磷的总和，其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。总氮总磷超标会引起湖泊、河流等水体富营养化，藻类过度生长，水质变坏，发生水华或者赤潮，无法饮用。

目前在线测量总氮总磷的设备需要将未经过滤的水样消解，消解时，测试的溶液在高温高压的环境下将水样中的氮，包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷全部氧化为正磷酸盐、水样中的含氮化合物完全转化为硝酸盐，然后再与其他试剂混合后在一定波长下测定吸光度，计算得到总氮总磷的含量。

然而常规在线总氮总磷的仪器试剂消耗量大，化学法测量总氮总磷消耗的试剂以及反应完后排出的废液对环境存在严重的污染。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于检测总氮总磷的微流控芯片集成系统，包括进样单元A、进样单元B和混合消解检测单元，所述进样单元A和所述进样单元B分别与所述混合消解检测单元连接，所述混合消解检测单元用于水样的消解和检测；所述进样单元A包括芯片基板A、联排阀，所述芯片基板A中设有流道管路，流道管路的入口端与所述联排阀连接，流道管路的出口端与所述混合消解检测单元连接；所述进样单元B包括芯片基板B、空气泵、多通道蠕动泵、试剂瓶和两位三通电磁阀，所述芯片基板B中设有多个不同规格的试剂定量通道，一个试剂瓶对应一个试剂定量通道，每个试剂定量通道的入口端和出口端均连接有1个两位三通电磁阀，试剂定量通道的入口端通过两位三通电磁阀后分为两路分别与空气泵和连接有多通道蠕动泵的对应试剂瓶连接，试剂定量通道的出口端通过两位三通电磁阀后分为两路分别与混合消解检测单元和对应试剂瓶连接。

优选地，所述芯片基板A为PDMS芯片。

优选地，所述芯片基板A中还设有芯片泵，所述芯片泵用于控制所述芯片基板A中流道管路中的液体流量。

优选地，所述芯片基板B为有机玻璃芯片。

优选地，所述混合消解检测单元包括TEC，所述TEC用于对所述混合消解检测单元进行加热和降温。

优选地，所述混合消解检测单元还包括阵列紫外灯。

优选地，所述空气泵还设有空气过滤器，所述空气泵通过所述空气过滤器与所述试剂定量通道连接。

本发明具有以下有益效果：

(1)传统仪器的试剂消耗量大，污染严重的问题。采用微流控芯片集成系统流道体积减小，减少了试剂的使用量，传统的两周的试剂消耗量可以供给微流控芯片集成系统1个月以上，消减了废液污染，降低了使用成本。

(2)使用芯片泵以及空气泵实现不同数量级试剂体积的精确定量，无需校准，避免了蠕动泵长时间运行定量不准确带来误差。所有流路单独设计集成在一块有机玻璃上，实现了设备小型化以及避免了试剂之间的交叉污染，微流控有机玻璃面板内部的流路采用的光滑加工处理，无死角，避免了流动清洗不彻底。

(3)两种进样方式和混合消解检测一体化检测维护量低，流道的体积小、携带的污染低、管道的转接头少，集成化的液路系统，减小在线组装工作量；两种定量进样方式针对不同理化性质的试剂以及实际使用体积独立进样，避免了试剂的交叉污染，芯片泵和空气泵定量都集成在微流基板上，转接管路极少，减小了管路残留和损失，极大的减小了常规仪器的体积。