一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统和方法，包括电极毛细管电泳芯片、集成电路芯片、电路板；集成电路芯片一侧的管脚与所述电极毛细管电泳芯片连接；集成电路芯片的另一侧管脚焊接在所述电路板上，利用集成电路芯片控制毛细管电泳芯片的电极来控制毛细管电泳芯片的工作，并采集检测电极产生的信号，对信号进行数据处理后传输给显示模块；通过上述方案，采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统可以使检测系统集成度更高、成本更低、体积更小，而且检测迅速、选择性及灵敏度高、性能稳定，能减少水质检测中人力物力的消耗，给水质检测提供极大的便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及环境保护领域，尤其涉及一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统和方法。
技术介绍
当前，严重的水污染对生态环境构成了极大的破坏，对于水污染的治理关乎人类的生存与发展，而水污染治理的关键环节之一在于能否对水质进行正确、客观的评估，以便为相关部门提供科学管理和控制水污染的依据。但是，目前对水质指标的检测设备体积较大、检测耗时较长、分析检测中会消耗大量化学试剂，且价格昂贵，极不适于目前水质检测广泛应用的迫切需要。如果能够研制出成本低、体积小、检测迅速、选择性及灵敏度高、性能稳定，能适应复杂、恶劣的现场检测环境的检测设备，将会减少水质检测中人力物力的消耗，给水质检测提供极大的便利。目前的市场的水质检测方法主要都是采用化学方法的光度法检测；使用这种方法的检测设备体积较大,分析过程中会消耗大量化学试剂,会照成二次污染,价格昂贵,检测耗时较长。毛细管电泳芯片是目前集成的较高的前沿检测方法。带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动，称为电泳(electrophoresis,EP)；利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术毛细管电泳芯片是在常规毛细管电泳的原理和技术的基础上，利用微加工技术在平方厘米级大小的芯片上加工出各种微细结构，如通道和其它的功能单元，通过不同的通道、反应器、检测单元等的设计和布局，实现样品的进样、反应、分离和检测，是一种多功能化的快速、高效和低耗的微型实验装置；但是现有的毛细管电泳芯片检测时还需要配套高压直流电源，信号收集器和数据处理系统。专利技术专利内容本专利技术专利主要解决的技术问题是：现有的毛细管电泳芯片检测时还需要配套高压直流电源，信号收集器和相应的数据处理系统。为解决上述技术问题，本专利技术专利的一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，包括电极毛细管电泳芯片、集成电路芯片、电路板；所述集成电路芯片一侧的管脚与所述电极毛细管电泳芯片连接；所述集成电路芯片的另一侧管脚焊接在所述电路板上。所述电极毛细管电泳芯片包含微管道，所述微管道包含有进样通道、分离通道；所述进样通道的上端设置样品池；所述进样通道的下端设置样品废液池；所述分离通道的左端设置缓冲液池；所述分离通道的右端设置废液池；所述进样通道和分离通道为十字交叉相连通；所述样品池、样品废液池、缓冲液池、废液池中分别设置电泳电极；所述废液池与十字交叉处之间的微管道中设置检测电极；所述电泳电极和所述检测电极包含引线。所述电路板包括电源模块、显示模块、储存模块；所述显示模块用于显示检测数据；所述储存模块用于存储检测数据；所述电源模块用于检测系统的电源供给。作为本专利技术的改进，所述电路板还包括GPRS模块，用于远程传输检测数据。作为本专利技术的改进，所述的电极毛细管电泳芯片包含金属凸点，所述金属凸点下部连接所述电泳电极的引线和所述检测电极的引线，上部凸出基板表面，所述集成电路芯片一侧的管脚与所述金属凸点焊接。解决上述技术问题，本专利技术专利的一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）被测水样在毛细作用下进入电极毛细管电泳芯片的微管道中，给集成电路芯片发送命令开始工作，在集成电路芯片的控制下，使得进样通道两端的电泳电极施加电压，在电压的作用下微管道中形成电场，使得样品在电渗流的作用下经十字交叉处后，一部分流向样品废液池。（2）在集成电路芯片的控制下，把施加于进样通道两端的电泳电极的电压切换至分离通道两端的电泳电极，此时，处于十字交叉处的样品在电渗流的推动下进入分离通道分离。（3）样品进入分离通道进行分离，设置于分离通道的检测电极将获取的检测信号传输给集成电路芯片进行数据处理；（4）集成电路芯片进行数据处理后的检测数据传输给储存模块存储，同时传输给显示模块显示检测数据。（5）集成电路芯片进行数据处理后的检测数据传输给储存模块存储，同时传输给GPRS模块进行远程传输。本专利技术专利的有益效果是：通过上述方案，采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统可以使检测系统集成度更高、成本更低、体积更小。而且检测更迅速、选择性及灵敏度更高、性能更稳定，更能减少水质检测中人力物力的消耗，给水质检测提供极大的便利。附图说明为了更清楚地说明本专利技术专利实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术专利的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是专利技术专利一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统和方法的一个实施例的系统结构示意图。图2是专利技术专利金属凸点电极毛细管电泳芯片示意图。图中的标记：1、电极毛细管电泳芯片；11、微管道；111、进样通道；112、分离通道；12、样品池；13、样品废液池；14、缓冲液池；15、废液池；161、进样通道上端电泳电极；162、进样通道下端电泳电极；163、分离通道左端电泳电极；164、分离通道右端电泳电极；17、检测电极；181~185、金属凸点；191~195、引线。具体实施方式下面将对本专利技术专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术专利保护的范围。如图1、图2所示，本专利技术专利实施例包括：一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统和方法。一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，包括电极毛细管电泳芯片1、集成电路芯片2、电路板3；所述集成电路芯片2一侧的管脚与所述电极毛细管电泳芯片1连接；所述集成电路芯片2的另一侧管脚焊接在所述电路板3上；所述电极毛细管电泳芯片1包含微管道11，所述微管道11包含有进样通道111、分离通道112；所述进样通道111的上端设置样品池12；所述进样通道的下端设置样品废液池13；所述分离通道112的左端设置缓冲液池14；所述分离通道112的右端设置废液池15；所述进样通道111和分离通道112为十字交叉相连通；所述样品池12、样品废液池13、缓冲液池14、废液池15中分别设置电泳电极161~164；所述分离通道112的右侧设置检测电极17；所述电泳电极161~164和所述检测电极17包含引线191~195。所述电路板包括电源模块31、显示模块34、储存模块32；所述显示模块34用于显示检测数据；所述储存模块32用于存储检测数据；所述电源模块31用于检测系统的电源供给。另一优化的实施例，一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，所述电路板还包括GPRS模块33，用于远程传输检测数据。另一优化的实施例，一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，所述电极毛细管电泳芯片包含金属凸点181~185，所述金属凸点181~185下部连接所述电泳电极161~164和所述检测电极17的引线191~195，上部凸出基板表面，所述集成电路芯片2一侧的管脚与所述金属凸点181~185焊接；金属凸点的设置，有利于集成电路芯片2与电极毛细管电泳芯片1的连接。实施例一种采用集成电路和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，其特征在于：包括电极毛细管电泳芯片、集成电路芯片、电路板；所述集成电路芯片一侧的管脚与所述电极毛细管电泳芯片连接；所述集成电路芯片的另一侧管脚焊接在所述电路板上；所述电极毛细管电泳芯片包含微管道，所述微管道包含有进样通道、分离通道；所述进样通道的上端设置样品池；所述进样通道的下端设置样品废液池；所述分离通道的左端设置缓冲液池；所述分离通道的右端设置废液池；所述进样通道和分离通道为十字交叉相连通；所述样品池、样品废液池、缓冲液池、废液池中分别设置电泳电极；所述废液池与十字交叉处之间的微管道中设置检测电极；所述电泳电极和所述检测电极包含引线；所述电路板包括电源模块、显示模块、储存模块；所述显示模块用于显示检测数据；所述储存模块用于存储检测数据；所述电源模块用于检测系统的电源供给。

【技术特征摘要】
1.一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，其特征在于：包括电极毛细管电泳芯片、集成电路芯片、电路板；所述集成电路芯片一侧的管脚与所述电极毛细管电泳芯片连接；所述集成电路芯片的另一侧管脚焊接在所述电路板上；所述电极毛细管电泳芯片包含微管道，所述微管道包含有进样通道、分离通道；所述进样通道的上端设置样品池；所述进样通道的下端设置样品废液池；所述分离通道的左端设置缓冲液池；所述分离通道的右端设置废液池；所述进样通道和分离通道为十字交叉相连通；所述样品池、样品废液池、缓冲液池、废液池中分别设置电泳电极；所述废液池与十字交叉处之间的微管道中设置检测电极；所述电泳电极和所述检测电极包含引线；所述电路板包括电源模块、显示模块、储存模块；所述显示模块用于显示检测数据；所述储存模块用于存储检测数据；所述电源模块用于检测系统的电源供给。2.如权利要求1所述的一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，其特征在于：所述电路板还包括GPRS模块，用于远程传输检测数据。3.如权利要求1所述的一种采用集成电路和电极毛细管电泳芯片的水质检测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵守晶，顾明，解斌，解伟，
申请(专利权)人：派棱环保科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32