[发明专利]微流控芯片及其制作方法、测试生化需氧量的方法及装置

权利要求书

1.一种用于生化需氧量电化学检测的微流控芯片，其特征在于，包括：

流道层，所述流道层内设置有生化反应区、微流道、进样区和出样区，所述生化反应区具有三维结构阵列形式的内表面，所述内表面固定有用于代谢有机物的微生物，所述微流道包括第一微流道和第二微流道，所述进样区通过所述第一微流道与所述生化反应区的一侧连通，所述出样区通过所述第二微流道与所述生化反应区的另一侧连通；

集成于所述流道层下方的电化学检测层，所述电化学检测层与所述生化反应区之间具有容置空间，所述容置空间用于盛放缓冲液或待测样品溶液，所述电化学检测层包括：与所述生化反应区的位置对应设置的检测电极。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述流道层包括流道层主体，所述流道层主体内具有所述容置空间和与所述容置空间连通的所述微流道，所述容置空间的顶部为所述生化反应区，所述容置空间的底部为所述检测电极，所述进样区和所述出样区设置于所述流道层主体上，用于实现所述微流道与外部的连通。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述电化学检测层还包括：检测层主体，所述检测电极设置于所述检测层主体上，所述检测层主体与所述流道层主体键合。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，

所述三维结构阵列包括棱锥阵列；

所述三维结构阵列的内表面通过化学交联法固定所述微生物，以形成用于生化信号转换的微生物三维敏感表面。

5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述检测电极为三电极体系，包括：工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极为超微电极阵列，所述超微电极阵列中的超微电极单元为超微圆环形电极，所述参比电极和所述对电极呈弧形并间隔环绕于所述超微电极阵列的外围。

6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述生化反应区的半径大于所述检测电极的半径。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的微流控芯片，其特征在于，还包括：

集成于所述电化学检测层下方的PCB电路板，所述PCB电路板与所述电化学检测层的所述检测电极之间电性连接。

8.一种用于生化需氧量检测的装置，其特征在于，包括：

权利要求7所述的微流控芯片；

注射泵，与所述微流控芯片的进样区连接，用于向所述流道层和所述容置空间内注入用于空白对照的缓冲液或待测样品溶液；以及

分析检测仪，与所述PCB电路板电性连接，用于向该微流控芯片施加电压并测定电流，实现溶解氧的检测，进而实现生化需氧量的检测。

9.一种权利要求1-7中任一项所述的微流控芯片的制作方法，其特征在于，包括：

制作流道层，所述流道层内设置有生化反应区、微流道、进样区和出样区，所述生化反应区具有三维结构阵列形式的内表面，所述内表面固定有用于代谢有机物的微生物，所述微流道包括第一微流道和第二微流道，所述进样区通过所述第一微流道与所述生化反应区的一侧连通，所述出样区通过所述第二微流道与所述生化反应区的另一侧连通；

制作电化学检测层，所述电化学检测层包括：与所述生化反应区的位置对应的检测电极；以及

在所述流道层下方集成电化学检测层，以在所述电化学检测层与所述生化反应区之间形成容置空间，所述容置空间用于盛放缓冲液或待测样品溶液。

10.一种基于权利要求1-7中任一项所述的微流控芯片测试生化需氧量的方法，其特征在于，包括：

通过在流道层内注入用于空白对照的缓冲液，使得所述缓冲液通过所述第一微流道进入至所述容置空间，由所述检测电极测试得到第一溶解氧浓度；

在所述流道层内注入待测样品溶液，使得所述待测样品溶液充满所述容置空间，经过预设时长之后，由所述检测电极测试得到第二溶解氧浓度；以及

计算所述第二溶解氧浓度和所述第一溶解氧浓度的差值，该差值用于表征待测样品溶液的生化需氧量。