一种水质综合毒性检测芯片的制作方法

本实用新型涉及环境检测技术领域，更具体的说是涉及一种水质综合毒性检测芯片。

背景技术：

随着工业化的发展，水源地及饮用水安全形势越来越严峻，严重威胁着居民的身体健康。传统的水质安全检测方法虽然有较高的精度和灵敏度，但检测步骤复杂，费时费力。而且水体中的毒素成分繁多、复杂，很难实现同时检测多种毒物。发光菌抑制法是利用灵敏的光电测量系统测定毒物对发光细菌发光强度的影响，从而评价水体中毒物的有无和强度。此外，由于细菌与人体细胞对毒物的反应存在一定程度上的相似性，作为水质安全的指示物更具科学性，而且由于其单细胞的特点，反应时间会更短、更灵敏。常用的发光细菌主要有：明亮发光杆菌、费氏弧菌、青海弧菌。明亮发光杆菌在我国GB/T15441-1995水质急性毒性的测定中使用；费氏弧菌主要是在欧盟的标准中使用；青海弧菌是从青海湖中鱼的体内提取的菌种，属于淡水细菌，对淡水样品无需加NaCl至3％的浓度就可以检测，这就避免了海洋发光菌的缺点，而且该菌对外界有毒物质反应很灵敏，具有更广泛的应用前景。

微阀作为微流控系统的关键执行部件，是对芯片通道内流体流动起控制限流作用的器件，其作用是实现流体通道的开、关以及流体流向的切换。它在微流控系统中的作用，相当于二极管在集成电路中的作用一样，是微流控系统最重要的部件之一。微阀的发展是微流控系统发展水平的一个重要标志，微阀的研究已成为目前微流控系统研究中最为活跃的一个分支。微流控芯片是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的功能，因此又被称为芯片实验室。其中的微阀流体控制技术就是一种微控关键技术。现有的微阀主要分为不需要外部动力或控制的无源阀和利用外界致动力来实现阀的开启和闭合的有源阀。目前各实验室采用的有源阀主要有气动微阀、转矩控制微阀、相变阀、热膨胀阀等。

现阶段市场上已有一些基于发光菌的毒性分析方法与仪器，但在使用的过程中，还存在具有以下问题：

基于发光菌的毒性检测均采用测定管，无论测定管是否有盖子，液面上方都是暴露在空气中。发光菌普遍属于兼性菌，因此在消耗掉与被测物质混合带入的氧之后，会渐渐上浮到液面附近以获得氧气，从而使原本均匀分布的菌体在纵向渐渐呈现不同菌密度分布，从而影响检测精度。

因此，如何提供一种操作简便、检测结果精准的水质综合毒性检测芯片是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种水质综合毒性检测芯片，将微流控芯片技术与发光细菌检测法结合，精确控制液体流动，检测池充满液体，并使菌体分布均匀；发光细菌预存储于芯片内部特定区域，检测时无需配制菌液，简化了操作流程，同时一张芯片同时设置对照液检测单元和待测液检测单元，使检测更加精准。

一种水质综合毒性检测芯片，包括通道层和盖板层，其中，所述盖板层设置在所述通道层顶部，且两者密封配合；

所述盖板层设置进液孔和通气孔的透明板材；

所述通道层包括通道板和设置在所述通道板上的检测单元，所述检测单元至少设置有两个；所述检测单元包括开设在所述通道板上的检测池、废液池、复苏液加液通道、进液通道、池间通道和通气通道；所述检测池内设置有发光细菌冻干粉；所述检测池连通所述池间通道、所述复苏液加液通道和所述进液通道的一端；所述复苏液加液通道和所述进液通道另一端分别连通所述进液孔；所述池间通道另一端与所述废液池连通；所述通气通道一端连通废液池，其另一端与所述通气孔连通。

优选的，在上述一种水质综合毒性检测芯片中，所述检测单元中其中一个为对照液检测单元，其余为待测液检测单元；在进行水质检测时，所述对照液检测单元的所述进液通道加入对照液，所述待测液检测单元的所述进液通道加入待测液。

优选的，在上述一种水质综合毒性检测芯片中，所述对照液检测单元和所述待测液检测单元并排设置在所述通道板上，方便对照液检测单元和待测液检测单元检测结果的比对。

优选的，在上述一种水质综合毒性检测芯片中，所述复苏液加液通道和所述进液通道上均设置有微阀，对进液情况进行精确控制。

优选的，在上述一种水质综合毒性检测芯片中，所述复苏液加液通道、进液通道、池间通道和通气通道均为内置于所述通道板的管道。

优选的，在上述一种水质综合毒性检测芯片中，所述检测池和所述废液池为开设在所述通道层上的溶液池，并且均通过所述盖板层对溶液池顶部开口进行密封。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种水质综合毒性检测芯片，将微流控芯片技术与发光细菌检测法结合，精确控制液体流动，检测时检测池充满液体，整个空间氧气含量分布均匀，避免了因测定管中液面上下氧气含量不一造成的测定过程中菌体在纵向渐渐呈现不同菌密度分布的情况；发光细菌冻干粉预存储于芯片内部特定区域，检测时无需配制菌液，简化了操作流程，在一张芯片同时设置对照液检测单元和待测液检测单元，检测更加方便快捷。

本实用新型用于水中有毒化合物的综合检测，对发光细菌有毒害作用的物质均可检测，如重金属、农药、抗生素、食品添加剂等，可进一步应用于环境、食品和饲料检测，可检测土壤、食品、饲料等样品溶液中的有毒化合物。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的盖板层结构示意图；

图2附图为本实用新型的通道层结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种水质综合毒性检测芯片，将微流控芯片技术与发光细菌检测法结合，精确控制液体流动；发光细菌预存储于芯片内部特定区域，检测时无需配制菌液，简化了操作流程，同时一张芯片同时设置对照液检测单元和待测液检测单元，使检测更加精准。

一种水质综合毒性检测芯片，包括通道层1和盖板层2，其中，盖板层2设置在通道层1顶部，且两者密封配合；

盖板层2为设置进液孔21和通气孔22的透明板材；

通道层1包括通道板和设置在通道板上的检测单元，检测单元至少设置有两个；检测单元包括开设在通道板上的检测池11、废液池12、复苏液加液通道13、进液通道14、池间通道15和通气通道16；检测池11内设置有发光细菌冻干粉；检测池11连通池间通道15、复苏液加液通道13和进液通道14的一端；复苏液加液通道13和进液通道14另一端分别连通进液孔21；池间通道15另一端与废液池12连通；通气通道16一端连通废液池12，其另一端与通气孔22连通。

为了进一步优化上述技术方案，检测单元中其中一个为对照液检测单元，其余为待测液检测单元；在进行水质检测时，对照液检测单元的进液通道14加入对照液，待测液检测单元的进液通道14加入待测液。

为了进一步优化上述技术方案，对照液检测单元和待测液检测单元并排设置在通道板上，方便对照液检测单元和待测液检测单元检测结果的比对。

为了进一步优化上述技术方案，复苏液加液通道13和进液通道14上均设置有微阀18，对进液情况进行精确控制。

为了进一步优化上述技术方案，复苏液加液通道13、进液通道14、池间通道15和通气通道16均为内置于通道板的管道。

为了进一步优化上述技术方案，检测池11和废液池12为开设在通道层1上的溶液池，并且均通过盖板层2对溶液池顶部开口进行密封。

为了进一步优化上述技术方案，盖板层2和通道板均为通过单晶硅或玻璃或石英或塑料制作的板材。

通过一种水质综合毒性检测芯片对水质检测步骤如下：

(1)通过进液孔21向对照液检测单元和待测液检测单元的复苏液加液通道13内均注入特定体积复苏液，在加液装置的压力作用下复苏液到达检测池11内与发光细菌冻干粉反应，复苏发光细菌使其发出荧光；

(2)在对照液检测单元的进液通道14注入对照液，待测液检测单元的进液通道14注入待测液，在加液装置的压力作用下待测液和对照液发光细菌溶液混合，多余液体进入废液池12；

(3)轻微震荡，使得菌液混合均匀，静止，再间隔特定时间轻微晃动，使得不发生沉降作用造成菌体在纵向渐渐呈现不同菌密度分布，将对照液检测单元和待测液检测单元进行对比，读取实验结果。

为了进一步优化上述技术方案，加液装置为注射器或微泵管路系统。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。