[发明专利]一种用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片

权利要求书

1.一种用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片，其特征在于：包括2个进液口、Y-型进液通道、微混合器、固相萃取柱、废液池、出液口、检测池、电极引线仓、电极引线、废液通道、传感器仓、三电极安培检测传感器，2个进液口通过Y-型进液通道与微混合器连通，微混合器的另一端与固相萃取柱的进液端连接，固相萃取柱内填充有选择性吸附剂，固相萃取柱的出液端与检测池连接，检测池的底部与放置在传感器仓中的三电极安培检测传感器接触，三电极安培检测传感器通过放置在电极引线仓中的电极引线及放置在内充液池中的Ag/AgCl电极实现与电化学工作站连接，检测池与废液池通过废液沟道连通，废液池设有出液口。

2.根据权利要求1所述的用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片，其特征在于：所述固相萃取柱的出口端采用基于砌石效应的无塞填充结构，同时还带有吸附剂填充口。

3.根据权利要求1所述的用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片，其特征在于：所述固相萃取柱内填充的吸附剂为选择性吸附剂。

4.根据权利要求1所述的用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片，其特征在于：所述传感器仓一侧连有内充液池，内充液池内充满饱和KCl溶液并放置有Ag/AgCl电极。

5.根据权利要求1所述的用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片，其特征在于：所述三电极安培检测传感器由工作电极、辅助电极和以Ag/AgCl电极为核心的参比电极组成。

6.一种如权利要求1所述用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片的制备方法，其特征在于：

1）使用超精密雕刻机在聚合物基底材料上制作进液口、Y-型进液通道、微混合器、固相萃取柱、废液池、出液口、检测池、电极引线仓、废液通道、传感器仓、无塞填充结构、内充液池、吸附剂填充口微结构；

2）以纳米颗粒（但不限于）为基础，使用特异性修饰方法制备选择性吸附剂；

3）采用PCB工艺结合化学镀金方法制备工作电极和辅助电极；

4）采用PCV材料制备氯离子交换膜，并与Ag/AgCl电极及KCl饱和溶液组成参比电极；

5）集成装配工作电极、辅助电极与参比电极，构成三电极安培检测传感器，并焊接电极引线；

6）将三电极安培检测传感器装配至芯片基底d，并采用有机溶剂混溶溶液浸泡键合法实现多层芯片基底a、基底b、基底c和基底d的封合；

7）通过吸附剂填充口向芯片内填充制备好的选择性吸附剂；

8）使用热熔胶、硅胶等材料封合微全分析系统芯片的进液口、出液口、电极引线仓、传感器仓、吸附剂填充口等缝隙。

7.一种使用如权利要求1所述用于重金属离子集成化检测的微全分析系统芯片的检测方法，其特征在于：注射泵将含有多种重金属离子的待测试样与缓冲液分别从两个进液口注射入微全分析系统芯片，经Y-型进液通道后在微混合器处进行混合，混合液通过固相萃取柱，利用柱内填充的选择性吸附剂，将试样中的待测离子将留在固相萃取柱内，而干扰离子经废液池在出液口排出，随后，更换注射泵内的试剂，再次连接芯片后从进液口注入洗脱液，将固相萃取柱内选择性吸附剂上吸附的待测重金属离子冲洗进检测池，利用安装在传感器仓内并与检测池连通的三电极安培检测传感器实现对待测重金属离子浓度的检测，检测信号通过安置在电极引线仓内的电极引线和放置在内充液池内的Ag/AgCl电极输出，电化学工作站接收输出的电信号，并利用与其相连的电脑显示出待测重金属离子的浓度值。