基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法
阅读说明：本技术 基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法 (Micro-reagent consumption water ammonia nitrogen detection method based on micro-fluidic disc chip ) 是由 张倩叶 武治国 潘凌 何增益 张春萍 周久 张振扬 陈银 徐锦锋 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法,分别对酒石酸钾钠试剂和纳氏试剂进行冻干处理；将冻干处理完成后的酒石酸钾钠球状试剂和纳氏球状试剂分别置入微流控盘式芯片对应的第一反应腔和第二反应腔中；将待测水样加入到微流控盘式芯片,最后在微流控盘式芯片的比色腔生成待测物；通过分光光度计进行氨氮检测。本发明试剂用量小。试剂对环境依赖性低,可大大延长存储时间,利于保存,操作简单。(The invention discloses a micro-reagent consumption water ammonia nitrogen detection method based on a micro-fluidic disc chip, which comprises the steps of respectively carrying out freeze-drying treatment on a potassium sodium tartrate reagent and a nano reagent; respectively placing the potassium sodium tartrate spherical reagent and the nano-scale spherical reagent which are subjected to freeze-drying treatment into a first reaction cavity and a second reaction cavity corresponding to the microfluidic disc chip; adding a water sample to be detected into the microfluidic disc chip, and finally generating an object to be detected in a colorimetric cavity of the microfluidic disc chip; and detecting ammonia nitrogen by a spectrophotometer. The invention has small dosage of the reagent. The reagent has low dependence on the environment, can greatly prolong the storage time, is beneficial to preservation and is simple to operate.)
技术领域
本发明涉及水质监测领域，具体涉及基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法，适用需添加化学试剂、分光光度等方法的监测。
背景技术
20世纪70年代以来，我国在水环境保护方面取得了前所未有的成就，初步控制了水环境污染急剧恶化的势头，但当前水环境污染状况依然十分严峻，水污染已经成为一个全局性问题。目前对于水质检测的常用指标有pH、总磷、总氮、COD、氨氮等项目。其中氨氮对水体造成污染，使鱼类死亡，水生生物发生急性氨氮中毒，或形成亚硝酸盐危害人类的健康。
测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和“自净”状况。水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，某些工业废水，如焦化废水、合成氨化肥厂废水、农田排水等。
目前测试水中氨氮常用的方法有纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法、蒸馏中和滴定法、电极法等。其中地表水常用检测方法为纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度法。
纳氏试剂法原理：以游离态氨或铵离子形式存在的氨氮，与纳氏试剂反应生成棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于420nm处用分光光度计测量。
现在无论是实验室法还是在线检测都存在以下缺陷：
1.对环境要求高，试剂有效期短，不利于保存。
2.人工维护工作量大，需要定期校正曲线、更新试剂。
3.对操作工要求具备较高的专业能力，无法实现傻瓜式操作。
4.试剂用量大，测试成本高。
5.产生的废液量大，需要请专业公司处理，加大公司运营成本。
发明内容
本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述缺点和不足，提供了基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法，解决现有水质氨氮检测方法检测过程繁琐，对操作员专业性要求较高、试剂用量大、废水产出量大，环境污染、反应试剂有效期短不利于保存问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法，包括以下步骤：
步骤1：将酒石酸钾钠试剂进行冻干处理，并固化为酒石酸钾钠球状试剂；
步骤2：将纳氏试剂进行冻干处理，并固化为纳氏球状试剂；
步骤3：将冻干处理完成后的酒石酸钾钠球状试剂和纳氏球状试剂分别预先置入微流控盘式芯片对应的第一反应腔和第二反应腔中；
步骤4：对微流控盘式芯片进行温度控制，将温度控制在20-60℃；
步骤5：获取待测水样，将待测水样加入到微流控盘式芯片中；
步骤6：待测水样以设定流速依次流经第一反应腔和第二反应腔，最后在微流控盘式芯片的比色腔生成待测物；
步骤7：通过分光光度计的LED灯发出全光谱信号，照射微流控盘式芯片的比色腔，分光光度计的光电探测模块将波长为420nm处的吸收光转换成电信号；
步骤8：根据转换后的电信号进行数据处理并分析得出最终的氨氮检测数据。
如上所述的步骤5的待测水样稀释后加入到微流控盘式芯片。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.采用微流控盘式芯片，试剂用量小。
2.微量反应试剂，酒石酸钾钠试剂和纳氏试剂采取冻干处理，对环境依赖性低，可大大延长存储时间，利于保存。
3.反应试剂预处理，固化参与反应的酒石酸钾钠试剂和纳氏试剂的试剂量，缩短检测反应操作时间。
4.无需对操作工要求具备较高的专业能力，傻瓜式操作，只需添加水样即可完成水质氨氮检测。
5.试剂用量小，测试成本低。
6.几乎无废液产生，无需要请专业公司处理。检测过程更环保，进一步降低环境处理成本。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
基于微流控盘式芯片的微量试剂消耗水质氨氮检测方法，包括以下步骤：
步骤1：将酒石酸钾钠试剂进行冻干处理，并固化成固定质量的酒石酸钾钠球状试剂
步骤2：将纳氏试剂进行冻干处理，并固化成固定质量的纳氏球状试剂。
步骤3：将冻干处理完成后的酒石酸钾钠球状试剂和纳氏球状试剂分别预先置入微流控盘式芯片对应的第一反应腔和第二反应腔中。
步骤4：对微流控盘式芯片进行温度控制，将温度控制在20-60℃。
步骤5：获取待测水样，将待测水样按照设定稀释比例进行稀释后加入到微流控盘式芯片，稀释可以通过比例稀释仪进行稀释，稀释后的待测水样按照微流控盘式芯片所需体积加入到微流控盘式芯片中。
步骤6：稀释后的待测水样以设定流速依次流经第一反应腔(酒石酸钾钠球状试剂)和第二反应腔(纳氏球状试剂)，设定流速使得待测水样在依次在第一反应腔和第二反应腔中充分反应，最后在微流控盘式芯片的比色腔生成待测物(络合物)。
步骤7：通过分光光度计的LED灯发出全光谱信号，照射微流控盘式芯片的比色腔。分光光度计的光电探测模块将波长为420nm处的吸收光转换成电信号。
步骤8：根据转换后的电信号进行数据处理并分析得出最终的氨氮检测数据。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。