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一種檢測余氯的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測余氯的方法。以微量注射泵作為驅(qū)動作用力，微流控芯片為載體，進行余氯樣品和顯色試劑DPD的顯色混合反應(yīng)，然后使用組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)進行樣品中余氯的含量檢測。該檢測方法使用的微流控芯片具有促進余氯樣品和DPD顯色試劑反應(yīng)的微塊體陣列單元，利用分光光度法進行芯片中樣品檢測池內(nèi)樣品余氯含量的測定。本方法提供了一種簡單、快速、有效的余氯樣品測定方法。
【專利說明】一種檢測余氯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測余氯的方法。該方法使用混合檢測用微流控芯片作為載體進行余氯樣品的顯色混合反應(yīng)，利用基于分光光度法組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)進行樣品中余氯樣品含量的檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片(Microfluidic chip)又稱芯片實驗室(Lab-on-a_chip)或微全分析系統(tǒng)(Micro-Total Analysis System, ii TAS)。通過微納加工技術(shù),將化學(xué)或生物中的樣品處理、反應(yīng)、分離、檢測等，利用靈活多變的微通道網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)整個實驗系統(tǒng)的操控，以實現(xiàn)傳統(tǒng)化學(xué)或生物領(lǐng)域?qū)嶒炇揖哂械母黜椆δ堋anz等人(Manz, A., Graber, N.and ffidmer,H.M., Miniaturized Total Chemical-Analysis Systems—a Novel Concept for ChemicalSensing, Sensor.Actuat.B-Chem., I, 244-248, 1990)首次提出了 u TAS 的概念，由于微流控芯片具有微型化、集成化、自動化，試劑消耗少、分析速度快等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)、合成化學(xué)、藥物篩選、臨床診斷、生物技術(shù)、環(huán)境檢測等領(lǐng)域。
[0003]余氯又稱游離余氯，以氯酸、次氯酸鹽離子和單質(zhì)氯的形式存在于水體中。水中氯的來源主要是飲用水或污水中加氯以殺滅或抑制微生物，以及電鍍廢水中加氯分解有毒的氰化物。游離余氯與銨和某些含氮的化合物起反應(yīng)，生成化合氯。氯化作用產(chǎn)生不利的影響是可使含酚的水體中產(chǎn)生氯酚，還可生成有機氯化物，對人體十分有害，并可因存在化合氯而對某些水生物產(chǎn)生有害作用。氯離子與水中的有機物通過轉(zhuǎn)化可結(jié)合生成致癌物三氯甲烷，水中的氯離子濃度過高對農(nóng)作物也有損害。氯對生物體細胞包括人體細胞都可能造成嚴重傷害，氯仿，二氯乙酸和三氯乙酸等有機氯化物均有高致癌致突變作用。高活性的氯化物離子可以使金屬發(fā)生局部腐蝕，嚴重的點腐蝕可造成設(shè)備穿孔。
[0004]氯離子含量是水質(zhì)檢測的一項重要指標，是水廠常規(guī)檢測項目之一，檢測頻率高。《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB 5749-2006中規(guī)定，余氯的檢測指標是:與水接觸時間不少于30分鐘，濃度檢測標準上限為4 mg/L?！渡铒嬘盟畼藴蕶z測方法》GB/T 5750-2006，明確規(guī)定了余氯的檢測方法。
[0005]目前國內(nèi)報道的余氯檢測方法主要有:莫爾法，分光光度法，濁度法，離子色譜法，原子吸收法，流動注射法，容量法，電化學(xué)分析法和自動電位滴定法。分光光度法以其靈敏度高，選擇性好，操作簡單等優(yōu)點廣泛用于各種微量以及痕量組分的分析。近年來，由于人們生活水平的逐漸提高，國家對環(huán)境保護的政策法規(guī)逐漸完善，對環(huán)境保護的宣傳力度不斷加大，企業(yè)對環(huán)境保護的意識不斷加強，都意識到環(huán)保的重要性，污染治理越來越受到重視。因此建立簡單、快速、有效的氯離子檢測方法非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種簡單、快速、有效的余氯檢測方法，以混合檢測用微流控芯片為載體進行余氯樣品的顯色混合反應(yīng)操作，然后使用組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)進行樣品中余氯含量的檢測。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案如下:
一種檢測余氯的方法，利用外部驅(qū)動作用力，使用加工有微通道結(jié)構(gòu)的混合檢測用微流控芯片做載體，進行余氯樣品的混合顯色反應(yīng)，利用組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)進行余氯的分光光度法檢測，測定樣品中余氯的含量。
[0008]所述的外部驅(qū)動作用力主要來自微量注射泵，或蠕動泵，或微型隔膜泵的驅(qū)動力。
[0009]所述的混合檢測用微流控芯片載體，設(shè)計有余氯樣品進樣口，顯色試劑進樣口，可選的緩沖液進樣口，促進樣品和顯色試劑混合的微流控通道，加強混合效果的緩沖池，用于分光光度法進行檢測的樣品檢測池，及一個廢液出口。
[0010]所述的促進樣品和顯色試劑混合的微流控通道內(nèi)含有微塊體陣列單元，所述的微塊體陣列單元具有至少兩個并排的、有統(tǒng)一長度和角度的、倒角形式的長方體結(jié)構(gòu)，所述的微塊體陣列單元有規(guī)律地分布在微流體通道的兩側(cè)邊緣。
[0011]所述的樣品顯色試劑使用具有6.2飛.8pH值的DPD ( N，N- 二乙基-1，4-苯二胺)測試溶液。
[0012]所述的檢測樣品余氯含量的分光光度法，使用自組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)實現(xiàn)余氯的檢測過程。
[0013]所述的組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)主要包括:LED光源，光纖，準直透鏡，芯片樣品檢測池，自聚焦透鏡，光電二極管陣列光譜儀，所述的LED光源是綠光光源，所述的LED光源依次經(jīng)過光纖和準直透鏡形成平行光束，垂直入射通過芯片的樣品檢測池，經(jīng)過自聚焦透鏡和光纖投射到光電二極管陣列光譜儀，所述的光電二極管陣列光譜儀通過數(shù)據(jù)接口和計算機連接，所述的計算機包含有用于光譜儀測試數(shù)據(jù)分析的軟件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為檢測余氯方法的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為微流控芯片的俯視示意圖，1、2為DH)溶液和緩沖液進樣口，3為余氯樣品進樣口，4為緩沖池，5為樣品檢測池，6為混合微通道，7為廢液口 ；
圖3為微流控芯片的側(cè)視不意圖；
圖4為微流控芯片中混合微通道的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方案
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對余氯樣品檢測的方法做進一步的描述。
[0016]本實施例中，使用外接的微量注射泵進樣，混合檢測用微流控芯片作為載體進行余氯樣品和顯色試劑的混合反應(yīng)，然后使用組裝的光學(xué)系統(tǒng)對顯色后的樣品進行分光光度法檢測。本實施例中的混合檢測用微流控芯片使用透光率很高的PMMA材質(zhì)制作，如附圖2所示，主要包括顯色試劑進樣口 I，緩沖液進樣口 2，余氯樣品進樣口 3，緩沖池4，樣品檢測池5，混合微通道6和廢液出口 7。微流控芯片中的混合微通道具有如附圖4所示的微結(jié)構(gòu)陣列。本實施例中組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)包括如下具體部分:LED綠光光源，兩段光纖，一塊準直透鏡，一塊自聚焦透鏡，和一臺光電二極管陣列光譜儀。
[0017]本實施例中余氯樣品的具體檢測過程是: 1.將微量注射泵和芯片進樣口使用管路進行密封連接，固定光學(xué)檢測系統(tǒng)的各個部件和確定光路，光路檢測的儀器依次為:LED綠光光源，光纖，準直透鏡，芯片樣品檢測池，自聚焦透鏡，光纖，光電二極管陣列光譜儀，計算機。確保光線垂直通過芯片的樣品檢測池，將光譜儀通過數(shù)據(jù)接口和計算機連接。
[0018]2.使用微量注射泵，分別適量的將顯色試劑DPD ( N，N-二乙基-1，4-苯二胺)溶液和緩沖液注入微流控芯片的進樣口，其中Dro測試溶液的pH值要求在6.2至6.8之間。
[0019]3.經(jīng)過進樣口的余氯樣品和Dro測試溶液在混合微通道內(nèi)進行混合顯色反應(yīng)，其中樣品緩沖池是為了進一步加強液體擴散混合的進行。
[0020]4.流經(jīng)過樣品緩沖池的顯色混合樣品通過微通道進入樣品檢測池中，控制微量注射泵使顯色混合后的余氯樣品充滿整個樣品檢測池。
[0021]5.開啟LED綠光光源和光電二極管陣列光譜儀，使光垂直通過樣品檢測池，然后利用計算機上的軟件進行測試數(shù)據(jù)分析，得出檢測結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測余氯的方法，其特征在于利用外部驅(qū)動作用力，將含有余氯的樣品與一定PH值的顯色試劑，利用混合檢測用微流控芯片做載體進行混合顯色操作，通過分光光度法來進行混合顯色后樣品中余氯含量的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的外部驅(qū)動作用力由微量注射泵，或蠕動泵，或微型隔膜泵提供驅(qū)動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的混合檢測用微流控芯片至少包含兩個試劑進樣口、一個樣品進樣口、一個緩沖池、一個樣品檢測池、一個廢液口，和混合微通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的混合檢測用微流控芯片的混合微通道內(nèi)含有促進液體混合的微塊體陣列單元，所述的微塊體陣列單元的典型結(jié)構(gòu)是至少兩個并排的、有統(tǒng)一長度和角度的、具有倒角形式的長方體結(jié)構(gòu)，所述的微塊體陣列單元規(guī)律地分布在微流體通道的兩側(cè)邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的檢測余氯的方法中使用的顯色試劑為DPD ( N，N-二乙基-1，4-苯二胺)溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的分光光度法檢測通過組裝的光學(xué)檢測系統(tǒng)實現(xiàn)檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的組裝光學(xué)檢測系統(tǒng)內(nèi)包括光源，光纖，準直透鏡，芯片樣品檢測池，自聚焦透鏡，光電二極管陣列光譜儀，計算機各部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的組裝光學(xué)檢測系統(tǒng)內(nèi)光源發(fā)出的光依次通過光纖，準直透鏡，芯片樣品檢測池，自聚焦透鏡進行傳輸，所述的光電二極管陣列光譜儀用于透過芯片樣品檢測池的光強檢測，所述的計算機用于檢測信號數(shù)據(jù)的處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種檢測余氯的方法，其特征在于所述的組裝光學(xué)檢測系統(tǒng)內(nèi)的光源為LED光源，典型光源的波長范圍是500nnT570nm。
【文檔編號】G01N21/78GK103616373SQ201310538175
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】聶富強, 榮吉贊 申請人:蘇州汶顥芯片科技有限公司, 聶富強