微流控芯片技术在水环境污染中的应用

MEMS技术 2018-01-07 09:41 次阅读

水环境是环境构成要素之一,也是受人类破坏和影响最严重的领域,水环境污染已成为当今世界主要环境问题之一,水环境科学研究特别是水环境污染分析备受瞩目。水环境污染分析对象种类广、含量低,因此分析手段必须具备灵敏、准确、高速、自动化等特点,为解决所面临的种种现实问题,水环境污染分析动用了现代分析化学中几乎所有的检测技术和手段,如使用等离子发射光谱、原子荧光光谱、气相色谱-质谱联用、高效液相色谱等。在继续发展大型、精密监测系统的同时,小型便携式、自动连续、简易快速的监测技术的研究同样迫在眉睫。在这一领域的研究过程中,微流控芯片技术起到了极其重要的作用。

 

微流控芯片,又称为芯片实验室或生物芯片,是一种以在微米尺度的空间中对流体进行操控为主要特征的技术,具有将化学和生物实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米大小芯片上的能力,其目标是通过分析化学、微机电加工、计算机、电子学、材料学及生物学、医学等学科的交叉,实现从样品处理到检测的微型化、自动化、集成化及便携化。

微流控芯片技术在水环境污染中的应用

微流控芯片技术在水环境污染分析中的研究尚处于起步阶段,因此多集中于优先污染物的相关报道,主要包括重金属、营养元素、有机污染物和微生物等。

1、用于水体中重金属检测的微流控芯片系统

随着工农业的发展,越来越多的重金属如汞、铬、铅、铜、镍、钒等被排放入水体,不仅会对水生动植物产生毒害作用,还能通过富集作用进入生物链,对整个生态环境构成严重威胁。对上述重金属的检测,虽然可以使用高精度的原子吸收光谱和原子荧光光谱等方法。但是在应对突发性污染物泄露事件,或者对一个区域进行连续监测的情况下,仍需要快速、高效的检测工具。使用光刻法搭配湿法刻蚀技术,成功研制了一种微流控芯片,该芯片利用鲁米诺发光性质,成功地对硝酸钴进行了测定。与此同时,通过简单的改造之后,该微全分析系统还能成为检测过氧化氢或者二氧化氮的装置,并可以与信号传递装置结合起来,成为一种自带无线信号发射功能的设备。

基于纸的微流控器件近几年的发展也很迅速,相对于具有类似功能的微流控设备,它具有操作简单,不需要外援设备,可多元检测等优点,开发出了一种可以用来检测多种重金属的纸芯片,显示了良好的灵敏度。

2、用于水体中营养盐测定芯片系统

用于营养盐测定的微流控芯片系统多数是基于分光光度的检测原理,运用现代微细加工技术将各种光电元件加以集成,例如,一种用于水体中磷酸盐检测的微流控芯片系统,该系统配有数据的发射装置,可以在目标区域的不同位置分别布置对该区域的磷酸盐污染状况进行全方位的实时监测,检测限量最低为0.3mg/L。

贾宏新等提出了一种三层杂交结构微流控芯片,在玻璃片上加工微反应通道,用PDMS加工气体渗透膜和具有接受通道的PDMS底片,实现了溶液中铵根正离子反应、生成的氨气扩散分离、吸纳、溴百里酚蓝显色和光度检测在微流控芯片上的集成化。

3、用于水体中有机污染物分析芯片

水体中除含有无机污染物外,更大量的是有机污染物,它们以有毒性和使水中溶解氧减少的方式对生态系统产生影响,危害人体健康,因此有机污染物的数量是评价水体污染状况的极为重要的指标。这一类污染物由于其含量较低,通常需要进行前期的预处理,微流控芯片的优点体现在可以将前期的预处理以及后期的检测进行集成,并且具有较高的萃取/富集效率等。

4、用于水体中微生物检测芯片系统

水体中的微生物按其粒径,属于颗粒有机碳范围,其种类群可以反映水体生态特征和一些重要的污染状况,是水体生态调查中的常规监测指标。在其测定过程中,流式细胞术是最为准确、快速的方法。但其设备昂贵、体积庞大、需要专人操作,不适合现场、连续监测要求,基于鞘流式流体控制的微流控芯片的出现在一定程度上克服了这些局限,并可能实现仪器的集成化、小型化、自动化和便携化。


MEMS技术 技术专区

原文标题:微流控芯片技术在环境领域的应用

文章出处:【微信号:wwzhifudianhua,微信公众号:MEMS技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

VTT融合多项技术制作智能金属轴_为人工智能研发提供竞争优势

据外媒报道,芬兰国家技术研究中心(VTT)已成功利用3D打印、传感技术、无线数据传输及状态监控等技术....

发表于 04-22 08:45 0次阅读
VTT融合多项技术制作智能金属轴_为人工智能研发提供竞争优势

微流控系统分离CTCs方法及背景介绍

随着肿瘤早期诊断及个体化治疗理念的提出与发展,人们对肿瘤研究不断深入,逐渐意识到在肿瘤诊治方面,传统....

的头像 MEMS技术 发表于 04-08 08:38 1219次阅读
微流控系统分离CTCs方法及背景介绍

半导体及集成电路芯片的微细加工详解

微流控技术是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元....

的头像 传感器技术 发表于 04-06 09:28 1931次阅读
半导体及集成电路芯片的微细加工详解

三星或华为的3D传感功能是否够资格与苹果的iPhone X分庭抗礼?

华为的三镜头方案显然是为了展现该公司在强化深度传感技术方面的努力成果──虽然未经证实,业界猜测高通(....

的头像 传感器技术 发表于 03-31 09:28 831次阅读
三星或华为的3D传感功能是否够资格与苹果的iPhone X分庭抗礼?

一种基于惯性传感技术的跌倒报警器设计资料分享

鉴于现阶段老人跌倒报警器在携带等方面存在的问题,提出了一种利用陀螺仪、加速度计以及磁力计等惯性传感元....

发表于 03-23 10:09 228次阅读
一种基于惯性传感技术的跌倒报警器设计资料分享

传感技术成各领域技术发展桥梁

日前,千余传感器“把脉”湖北武汉城市桥梁成为传感器领域热议话题。武汉市城市桥梁智慧管理系统一期工程投....

发表于 03-19 18:59 132次阅读
传感技术成各领域技术发展桥梁

PoRA与IBM就多年数字化举措展开合作 利用物联网传感技术实现港口的高效运营

荷兰鹿特丹港务局和IBM展开合作,利用物联网技术来改变港口的运营环境,使港口和港口使用者受益。

的头像 MEMS 发表于 02-09 12:30 1442次阅读
PoRA与IBM就多年数字化举措展开合作 利用物联网传感技术实现港口的高效运营

智能LED照明系统与传感技术方案特点

本文阐述传感技术配合“LED+智能”照明进行系统管理,从工作原理,硬件和软件设计方案中体现传感器在智....

发表于 02-04 10:33 283次阅读
智能LED照明系统与传感技术方案特点

“数字工厂”的概念以及其模式组成

随着“中国制造2025”“互联网 ”“网络强国”等国家战略的深入实施,通信及自动控制技术、传感技术等....

的头像 司南物联 发表于 01-22 11:49 1269次阅读
“数字工厂”的概念以及其模式组成

智能家电的三大误区及六大挑战_智能家电值得看好吗

人们将具有部分或全部智慧特征的能力统称为智能。人的智能主要表现在感知、思维、判断、学习、执行的过程。....

发表于 01-16 16:34 156次阅读
智能家电的三大误区及六大挑战_智能家电值得看好吗

传感技术带来物联网发展新趋势

所有物体都将被连接了起来,无论汽车、集装箱、路灯和停车场,还是圆珠笔、手表、眼镜和咖啡杯。现在没有人....

发表于 01-16 16:09 137次阅读
传感技术带来物联网发展新趋势

一文带你深度解读角度传感器

角度传感器是指能感受被测角度并转换成可用输出信号的传感器。 角度传感器,顾名思义,是用来检测角度的。....

的头像 传感器技术 发表于 01-14 10:17 2892次阅读
一文带你深度解读角度传感器

微流控液滴芯片:应用于基础的材料筛选和材料筛选

微流控液滴芯片是微流控芯片的一种重要模式,液滴的核心功能是微反应器。

的头像 MEMS技术 发表于 01-10 15:18 533次阅读
微流控液滴芯片:应用于基础的材料筛选和材料筛选

复旦大学俞燕蕾团队克服了微流控芯片难题 研发出全新概念的光控微流体技术

微流控技术,是指在微米尺寸级别下处理或操纵液体的技术手段,凭其低消耗、低成本的优点,迅速成为研究领域....

的头像 MEMS技术 发表于 01-05 09:47 1097次阅读
复旦大学俞燕蕾团队克服了微流控芯片难题 研发出全新概念的光控微流体技术

传感领域最新产品曝光

近日,在国内外与传感技术相关的诸多领域,有哪些最新产品及应用呢?一起看看以下三则简讯。

的头像 传感器应用示范平台 发表于 12-21 15:23 658次阅读
传感领域最新产品曝光

基于TMR效应的电流传感器解读

电流传感器是能将被测体的电流的信息, 按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息....

的头像 传感器技术 发表于 11-27 11:16 2527次阅读
基于TMR效应的电流传感器解读

传感技术相关的市场动向和应用新品的三大简讯

用于机器人的传感器将继续以商业应用为主,这里的市场占比超过80%的市场份额。商业市场主要是指工业应用....

的头像 传感器应用示范平台 发表于 11-27 11:05 1448次阅读
传感技术相关的市场动向和应用新品的三大简讯

怎样快速制造基于3D打印的微流控芯片模块

微流控芯片作为集成化学、生物领域中的样片制备,检测分析及细胞培养等功能的平台,在当今的医学研究中具有....

的头像 MEMS 发表于 10-20 11:55 2243次阅读
怎样快速制造基于3D打印的微流控芯片模块

上海交大和新加坡国立大学合作成功研发出在微米尺度内外径可控、透明、生物相容性好的柔性微管

研究团队成功研发出在微米尺度内外径可控、透明、生物相容性好的柔性微管,并且在微米至米的不同尺度上验证....

的头像 MEMS 发表于 10-18 15:58 1603次阅读
上海交大和新加坡国立大学合作成功研发出在微米尺度内外径可控、透明、生物相容性好的柔性微管

传感技术与传感器未来发展趋势与行业特点

从传统的传感器原材料场景发展到现在,纯硬件面临的挑战越来越大,现在同质化越来越严重,同时,像汽车、手....

的头像 MEMS 发表于 10-10 07:14 2487次阅读
传感技术与传感器未来发展趋势与行业特点

“感知推动数字化转型”演讲

麦姆斯咨询:对于中国传感器产业来说,当前是一个极其好的发展机遇,我们千万不要把这个千载难逢的机遇错过....

的头像 MEMS 发表于 09-27 17:45 1966次阅读
“感知推动数字化转型”演讲

物联网传感技术如何应用在现代农业

“物联网传感技术的出现和应用,将有力地颠覆传统农业种养模式。”中科院嘉兴无线传感网工程中心常务副主任....

的头像 MEMS 发表于 09-27 11:29 2612次阅读
物联网传感技术如何应用在现代农业

全面解析ESP的传感技术和接口技术

ESP(电子稳定程序)是汽车电控的一个标志性发明。不同的研发机构对这一系统的命名不尽相同,如博世(B....

发表于 09-26 18:38 292次阅读
全面解析ESP的传感技术和接口技术

国内首个具有自主知识产权的微流控SNP芯片检测系统——IMAP系统

麦姆斯咨询:IMAP系统的出现打破了国外的技术垄断,是国内首个具有自主知识产权的微流控SNP芯片检测....

的头像 MEMS 发表于 09-25 09:55 1848次阅读
国内首个具有自主知识产权的微流控SNP芯片检测系统——IMAP系统

自驱动主动式传感技术在心血管疾病诊治上的应用

该工作首次验证了基于摩擦纳米发电机的自驱动传感技术在心血管疾病诊断上的可行性,为移动智能健康医疗的发....

的头像 MEMS 发表于 09-19 06:33 7232次阅读
自驱动主动式传感技术在心血管疾病诊治上的应用

自动驾驶的“眼睛”:第一种摄像头,第四种等你开发!

自动驾驶可能算是未来20年高科技王冠上最耀眼的一颗明珠了,所以科技圈有点身份和想法的人都想垫着脚尖够....

的头像 安富利 发表于 09-18 11:48 5307次阅读
自动驾驶的“眼睛”:第一种摄像头,第四种等你开发!

盘点2017年最新传感技术和应用领域

随着各种传感器逐渐成为移动装置的标准配备,接下来的问题是他们还可能扩展在哪些领域的应用。

的头像 39度创意研究所 发表于 07-10 15:55 5222次阅读
盘点2017年最新传感技术和应用领域

ADI许智斌:ADAS领域传感技术融合是趋势

ADI公司汽车电子事业部大中华区市场总监许智斌表示,对于ADAS这个“战场”,传统汽车厂商更趋向于通....

发表于 03-08 11:38 1466次阅读
ADI许智斌:ADAS领域传感技术融合是趋势

物联网何时才能真正称为“爆发”!

物联网目前仍处于起步阶段,何时才能称为“爆发”?当有很多应用出来,而且比较成熟,特点是把整个产业链走....

发表于 01-09 08:30 1309次阅读
物联网何时才能真正称为“爆发”!

如果你想找TI物联网技术资料,请看这里!

市场研究机构预测,到2020年中国物联网市场的连接数将逾10亿,巨大的市场规模让各大厂商的物联网争夺....

发表于 01-06 19:02 982次阅读
如果你想找TI物联网技术资料,请看这里!

看清“无线+传感”融合大趋势

目前村田的无线产品线几乎各种协议都涉及到了,并紧密与上下游厂商合作,密切关注并推进通信协议在智能照明....

发表于 12-21 09:26 747次阅读
看清“无线+传感”融合大趋势

汽车动力系统电路设计中的传感技术

当今的汽车正朝着提供高能效同时对环境影响降至最低的方向发展。但就长远而言,以非石油为基础的动力系统似....

发表于 11-23 16:42 376次阅读
汽车动力系统电路设计中的传感技术

什么是触控面板?带你揭开触摸屏的神秘面纱

触控面板也叫触摸屏(Touch Panel, or Touch Screen, or Touch P....

发表于 11-18 13:42 504次阅读
什么是触控面板?带你揭开触摸屏的神秘面纱

低成本、大规模传感应用中不可忽视传感器精度

多家研究机构预测,便携式医疗设备市场规模将在未来几年内达到约200亿美元。其中,家用护理医疗设备的市....

发表于 11-16 10:11 560次阅读
低成本、大规模传感应用中不可忽视传感器精度

这个七月,恩智浦智能车竞赛蓝宙论坛八大赛区精彩赛事全程视频在线直播!

就像车友说的,在青春最美好的时光里,陪伴你的可能不是妹子而是电路、代码、基友和奔跑的小车,想想就会从....

发表于 07-21 17:53 1156次阅读
这个七月,恩智浦智能车竞赛蓝宙论坛八大赛区精彩赛事全程视频在线直播!

第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛拉开帷幕

由教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会主办、恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI,以下简称“恩智....

发表于 07-14 14:15 949次阅读
第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛拉开帷幕

小米自行车推上风口浪尖,高成本背后是啥黑科技

米家骑记电助力折叠自行车自面世以来,吸引了众多的关注,最近两天在各处出现的关于对米家骑记电助力折叠自....

发表于 06-30 09:49 496次阅读
小米自行车推上风口浪尖,高成本背后是啥黑科技

加速度传感器在汽车防追尾中的应用

随着人们对行车安全性关注度的提高,如今出现将相关性的现代技术应用到对车辆的状态检测上,以此减少汽车追....

发表于 04-11 15:24 665次阅读
加速度传感器在汽车防追尾中的应用

微流控芯片技术可助力医疗电子

刚开发成功的一种混合器件集成了用于样品制备的微流控芯片和用于对单个病毒RNA分子进行光检测的光流控芯....

发表于 01-28 09:40 390次阅读
微流控芯片技术可助力医疗电子

智能家居也许并不像你想和做的那样

 可能是因为这两年来经常关注智能家居的话题,所以我在知乎上收到过一些相关问题的邀请。其中有很多类似于....

发表于 01-27 09:19 515次阅读
智能家居也许并不像你想和做的那样

仪器仪表智能化下,传感技术拖后腿?

智能化工厂的技术在迅速更新换代,让制造流程有判断能力,仪器、仪表、传感器等控制系统的基本构成要素是....

发表于 01-19 10:35 359次阅读
仪器仪表智能化下,传感技术拖后腿?

涨姿势!各式传感器在飞机制造领域的应用

人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。但是在很多现实活动中,仅靠人们自身的感觉器官是远远不够的....

发表于 12-23 09:58 1671次阅读
涨姿势!各式传感器在飞机制造领域的应用

如何借助物联网技术构建社会大安防网?

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。依托众多科技创新,物联网正在....

发表于 12-23 09:37 226次阅读
如何借助物联网技术构建社会大安防网?

玩不坏的柔性键盘,可伸缩、可穿戴、可编程

 我们日常生活中见到的各种键盘,大多是长得比较复杂的硬件,结构中主要包含了“弹簧”、“面板”、“胶层....

发表于 11-30 09:10 446次阅读
玩不坏的柔性键盘,可伸缩、可穿戴、可编程

促进现代服务业转型将取决于物联网?

在不远的将来,企业可以将服务等级协议的响应时间从2小时缩短至15分钟,主动响应程度也将会成为考核目标....

发表于 07-30 09:43 160次阅读
促进现代服务业转型将取决于物联网?

物联网:促进现代服务业转型

在今年的2015中国互联网大会上,“万物互联”再次成为大会关键词,物联网技术蕴含的广阔市场前景令人瞩....

发表于 07-24 09:22 447次阅读
物联网:促进现代服务业转型

新一代车联网,V2X技术走向成熟

 以“车对外界”信息交换为主要功能的V2X技术正在成为车联网的新亮点,是继信息娱乐之后,推动汽车网络....

发表于 07-09 09:45 1293次阅读
新一代车联网,V2X技术走向成熟

技术探究:微流控芯片技术为什么这样强悍?

微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统,将实验与分析过程转载到由彼此联系的路....

发表于 06-04 16:29 3039次阅读
技术探究:微流控芯片技术为什么这样强悍?

混合式步进电机应用电子电路设计图

进电机区别于其他控制电机的最大特点是,它是通过输入脉冲信号来进行控制的,即电机的总转动角度由输入脉冲....

发表于 05-19 11:50 1474次阅读
混合式步进电机应用电子电路设计图

无人机系统模块开发设计与仿真

在开发的早期阶段,开发一个硬件在环(HIL)测试环境来测试无人机GNC解决方案,HIL测试环境是软件....

发表于 05-18 10:01 3558次阅读
无人机系统模块开发设计与仿真