[发明专利]一种使用3D打印模具制备的即吸即测液体检测装置

摘要

本发明公开了一种使用3D打印模具制备的即吸即测液体检测装置，涉及化学分析技术和环境水体检测领域。该装置包括反应腔、对比腔、显色剂腔、样品吸入管、滤膜、导流管。通过手指按压和放松样品腔硅橡胶制成的上盖板，待测样品通过样品吸入管分别进入反应腔和对比腔，同时显色剂通过导流管被吸入反应腔中。经过一段特定的反应时间，反应腔中的待测样品与显色剂发生显色反应；而对比腔中的样品颜色不发生变化。使用手机摄像头拍摄反应腔和对比腔的图像，再使用定制的APP色彩/灰度分析功能得到反应腔和对比腔色差的量化数据，并根据预先实验得到的浓度/色差标定曲线，由此APP软件分析计算输出待测样品中特定污染物的浓度。

主权项

一种使用3D打印模具制备的即吸即测液体检测装置，其特征在于包括一上盖板和下盖板，其相向放置并拼合为一封闭空间；所述封闭空间内设置有反应腔、对比腔、显色剂腔、样品吸入管、滤膜和导流管；所述样品吸入管的一端与待测样品连接，另一端通过滤膜与所述反应腔和对比腔连通；所述显色剂腔通过所述导流管与反应腔连通；所述上盖板为弹性材料制作，按压上盖板再松开时，所述样品被吸入反应腔和对比腔中，显色剂被吸入反应腔中与样品混合；使用手机拍摄反应腔和对比腔的图像，通过定制的APP来确定待测样品的浓度；该APP存储有事先测得的“灰度‑浓度”标准曲线数据；将手机拍摄的反应腔和对比腔的图像导入APP中，即可读取图片的RGB值；根据$Gray={(0.2973R^{2.2}+0.6274G^{2.2}+0.0753B^{2.2})}^{\frac{1}{2.2}}$即可将RGB值转化为灰度值；由于灰度和浓度成一定的线性关系：Gr＝a*C+b，其中Gr表示灰度，C表示浓度；因此，假设反应腔待测样品读取的灰度值为Gr₁,对比腔待测样品读取的灰度值为Gr₂；将其代入“灰度‑浓度”标准曲线，则可得到反应腔待测样品浓度C₁，对比腔待测样品浓度C₂；反应腔中修正的浓度C₁'的推导过程为：根据“比尔‑朗伯”定律，在较稀溶液中，对同一试剂，在光程相同的情况下，吸光度A和浓度C有一定的线性关系：A＝kC假设初始光强I₀，透过反应腔的光强为I₁，透过对比腔的光强为I₂,则有：$A_1=\lg \frac{I_0}{I_1}$$A_2=\lg \frac{I_0}{I_2}$如果以对比腔为参考，则有校正后的反应腔待测物吸光度为：${A_1}^{\′}=\lg \frac{I_2}{I_1}=\lg \frac{\frac{I_0}{10A_2}}{I_1}=\lg \frac{10A_1}{10A_2}=A_1-A_2$再根据A＝kC可得到C₁'＝C₁‑C₂。