纸芯片重金属离子检测集成装置

成果介绍

重金属离子污染是影响人类生命健康及社会可持续发展的重大问题之一。方便、快捷低成本的重金属离子检测方法及装置的研发仍然是分析化学及仪器分析领域的研究热点之一。近年来开发的低成本纸基微流控芯片逐渐引起了科学家的广泛关注，如何将纸基微流控芯片负载荧光染料后用于高通量筛查水质中的重金属离子，并且可以方便快捷的分析检测结果仍然是一大难题。

基于上述挑战，本项目拟研制基于纸基微流控芯片重金属离子检测集成装置，并建立相关分析方法及分析标准曲线。在检测的过程中纸基微流控芯片可以显示不同强度的荧光和颜色，然后利用智能手机通过集成装置捕获光学信号，最后通过建立的分析曲线快速分析样品中重金属离子的含量。从而实现重金属离子高通量快速筛查与定量分析。

技术创新点及参数

本项目的技术优势在于使用纸基微流控芯片成本较低；负载荧光染料后分析快捷方便无需样品预处理；荧光染料荧光强度及颜色变化明显灵敏度高；使用微型集成装置及智能手机捕获光学信号可现场快速分析检测；集成装置可通过3D打印制作费用较低；检测过程无需大型仪器操作简单能耗低等。

现场快速检测是野外水质重金属离子污染检测的需求之一，利用研发的集成装置搭载微型电源即可完成野外现场的快速检测，通过预先建立的分析标准曲线可定量检测水体中的重金属离子含量。另外如果开发分析软件，建立手机内部的分析应用程序即可完成用手机获取光学信号后直观方便的读出分析数据，可以快速方便的分析较大的样品量。

市场前景

目前重金属离子检测主要依赖大型仪器分析，存在样品预处理繁琐、分析仪器操作复杂、检测时间长和无法现场检测等缺点。本项目研发的基于纸基微流控芯片重金属离子检测集成装置可弥补上述缺点。实现方便、快捷、低能耗、低成本的高通量快速分析检测的目标，并可实现产业化和应用。这一装置将为野外的水质重金属离子污染检测提供方便快捷的检测策略。