[发明专利]一种自动便携的纸基微流控农药残留光电检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于作物农药残留检测和生化检测领域，将微流控技术应用于农药残留检测中的检测装置及方法。

背景技术

作物农药残留已成为危害生命健康的一大隐形杀手。目前在水果、蔬菜、水产品、土壤等农产品中的农药残留以有机磷农药和氨基甲酸酯类农药残留超标最为突出。针对有机磷类和氨基甲酸酯类农药的检测和管理，避免所含农药超标的产品进入市场成了当前最为重要的问题。

目前，农药残留快速检测方法根据原理大致分为酶抑制法、光谱检测法和色谱检测法等。光谱法和色谱法所需设备昂贵，无法便携化与普及化应用；酶抑制法具有快速、操作简便等特点，已成为便携式农药残留检测的主要方法。传统的酶抑制速测法主要依赖酶抑制显色化学反应在速测卡片上比色判别，该方法检测速度快，检测成本低，但是存在反应均一性差，分析准确率低等缺点。微流控技术是近年来在生物芯片基础上兴起的生化检测技术，它把生物和化学领域中所涉及的反应、分离、培养、分选、检测等基本操作单元分别做成微纳米量级的构件,集成到一块很小的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规生物或化学实验室的各种功能。由于微流控芯片技术具有进样量小、集成度高、易实现自动化控制和高通量分析的特点，使得在微流控芯片上进行生化反应操作较常规的分析样品前处理更方便、快速、成本低廉。它能把成熟的酶抑制农药检测法中的进样、混合、反应步骤集成在一块微米尺度芯片上并结合光电检测技术实现微型化和便携化。

纸基微流控芯片技术远远降低了传统微流控芯片的加工成本和制备难度，是一种新兴的纸上分析技术平台，因其具有制作简单、成本低廉、生物兼容性好等特点而广泛应用于医疗诊断、食品安全监测和环境监测等领域，进一步推动了便携化农残检测技术的发展。

发明内容

本发明的目的是针对目前农药残留检测方法无法进行检测对象的自动化处理与设备不易便携等缺点而设计了一种自动便携的纸基微流控农药残留光电检测装置与方法，具备样本自动预处理与检测功能，结构简单，操作容易且自动化程度高。

本发明一种自动便携的纸基微流控农药残留光电检测装置采用的技术方案是：由上部分的样品处理区和下部分的反应检测区组成，反应检测区的最外部是反应检测盒，反应检测盒内部上方设有一个反应盒，反应盒顶面开有进样口，进样口接收样品处理区处理后的样品溶液，反应检测盒内部还设有按压组件、传送电机、气泵、光电检测装置、输出电机、传送片、第一试纸盒、芯片更换传送带、芯片传出传送带和第二试纸盒；反应盒外部左侧是第一试纸盒、芯片更换传送带和传送电机，右侧是第二试纸盒、芯片传出传送带和输出电机；第一试纸盒中装着带有靛酚乙酸酯试剂的纸基芯片且放置于芯片更换传送带的上方，第二试纸盒中装着带有乙酰胆碱酯酶试剂的纸基芯片且放置于芯片传出传送带的上方，芯片更换传送带右端连接传送片，传送片右端设芯片安装片，带有靛酚乙酸酯的纸基芯片上具有一个放置靛酚乙酸酯试剂的靛酚乙酸酯固定槽；反应盒的内底表面平放有乙酰胆碱酯酶纸基微流控芯下部安装片，带有乙酰胆碱酯酶的纸基芯片上从左至右设有乙酰胆碱酯酶固定槽、纸基芯片进样通道和进样池，乙酰胆碱酯酶固定槽和进样池之间用纸基芯片进样通道连接，乙酰胆碱酯酶固定槽位于靛酚乙酸酯固定槽的正下方，进样池位于进样口的正下方；反应盒内的安装片上方装有能上下移动的按压组件，按压组件连接气泵，按压组件底部连接芯片安装片；反应盒的左侧壁底部开有芯片导出口；反应盒的下方设有光电检测装置和微处理器，微处理器分别连接传送电机、输出电机和气泵；光电检测装置位于乙酰胆碱酯酶固定槽的正下方，通过数据线连接微处理器。

本发明一种自动便携的纸基微流控农药残留光电检测装置的检测方法采用的技术方案是包括以下步骤：

A：微处理器控制传送电机和输出电机工作，芯片更换传送带将第一试纸盒内部的带有靛酚乙酸酯试剂的纸基芯片传送至芯片安装片上，输出电机同时将第二试纸盒内部的带有乙酰胆碱酯酶试剂的纸基芯片通过芯片传出传送带传送到乙酰胆碱酯酶纸基微流控芯下部安装片上；试剂经进样口到达进样池内，经纸基芯片进样通道的作用到达乙酰胆碱酯酶固定槽内与乙酰胆碱酯酶混合；

B、微处理器控制气泵工作，向按压组件内部进气，带动芯片安装片向下运动，使纸基芯片内的靛酚乙酸酯试剂与乙酰胆碱酯酶试剂充分接触发生显色反应；

C、由光电检测装置对显色区进行检测，检测的信号输入微处理器进行数据处理，得到农药残留检测数据，通过输出电机将反应完的纸基芯片从反应盒内部经芯片导出口传出。

本发明与已有的技术和方法相比具有如下优点：