利用三維微流控紙芯片實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的水質(zhì)定量比色分析.pdf

1、近幾年水污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，其中重金屬、無(wú)機(jī)鹽等是幾類主要的水污染物，威脅著人類生命健康。針對(duì)傳統(tǒng)的水質(zhì)檢測(cè)方法存在使用的儀器體積較大，價(jià)格昂貴，需要專業(yè)人員操作，普及度不高等問(wèn)題，因此，開(kāi)發(fā)快速、低成本、便攜式的生化檢測(cè)技術(shù)成為近幾年人們的研究熱點(diǎn)之一。微流控紙芯片不僅試劑消耗量小，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少了污染，而且操作簡(jiǎn)便，可多個(gè)樣品同時(shí)檢測(cè)，有效提高了分析效率。因此在臨床診斷、食品衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)及生物化學(xué)等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。本文借

2、助三維微流控紙芯片（3DμPAD）和手機(jī)應(yīng)用程序，提出了基于比色分析的水樣快速定量檢測(cè)方法。我們通過(guò)在一定條件下用兩種結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)硅烷（十八烷基三氯硅烷和甲基三氯硅烷）處理纖維素濾紙，使之發(fā)生耦合反應(yīng)，在濾紙表面形成一定的納米微觀結(jié)構(gòu)，從而得到理想的超疏水超親油濾紙。在此基礎(chǔ)上，我們利用疏水化濾紙制備了三維微流控紙芯片，并結(jié)合自主編寫(xiě)的手機(jī)應(yīng)用程序?qū)λ械膩喯跛猁}和六價(jià)鉻完成了基于比色分析的快速定量檢測(cè)；本文主要研究?jī)?nèi)容如下：

3、　　1、采用硅烷化處理方法對(duì)濾紙實(shí)現(xiàn)疏水化處理，改性后的疏水化濾紙?jiān)谒釅A水溶液和有機(jī)溶劑中有很好的穩(wěn)定性，我們利用疏水化濾紙的疏水親油的特性進(jìn)行油水分離。通過(guò)用該種疏水化濾紙對(duì)不同情況下的油水混合液進(jìn)行分離，證明該疏水化濾紙是一種分離效率高、可重復(fù)使用、后續(xù)易處理的很好的油水分離的材料。
　　2、在疏水化處理濾紙的基礎(chǔ)上，通過(guò)“剪切-粘貼”法，將多層疏水基底與親水通道組裝到一起制備3DμPAD。由于3DμPAD的主要材料是纖維素濾

4、紙，纖維素良好的毛細(xì)作用驅(qū)動(dòng)水樣沿著親水通道流動(dòng)，因此無(wú)需外加流體驅(qū)動(dòng)泵。該裝置質(zhì)地輕，便于保存和運(yùn)輸，而且其制備操作簡(jiǎn)單、成本低、試劑消耗量低，可以實(shí)現(xiàn)多種物質(zhì)的同時(shí)檢測(cè)。
　　3、智能手機(jī)功能的不斷完善及其應(yīng)用的普及，對(duì)基于手機(jī)的快速檢測(cè)具有重要意義。本文在Android操作系統(tǒng)中使用Java語(yǔ)言自主編寫(xiě)了手機(jī)應(yīng)用程序——μPAD_DET。利用該應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)3DμPAD上的顯色結(jié)果的比色分析。通過(guò)對(duì)比利用手機(jī)應(yīng)用程序和分