纸基微流控芯片技术及在水质检测中的应用.pdf

TechnologyApplication技术与应用

注：国家自然科学基金资助项目（No.；No.）；传感技术联合国家重点实

验室开放课题（No.SKT1902）

摘要：纸基微流控芯片技术是一种以纸张为基底材料，通过喷墨、光刻等技术进行加工的新

型微流控技术。纸张具有造价低廉、样品消耗少、简单便携和环境友好等优点，很大程度上

促进了芯片实验室集成化和微型化的发展。近些年，随着社会经济的不断发展，水环境污染

问题日渐严重，对水环境的污染分析研究备受关注，传统的检测和分析技术不适用于现场快

速测定，纸基微流控芯片技术凭借着材料来源广泛、成本低、便携性等优点在水质检测领域

受到了广泛关注。文章介绍了微流控基底材料的选择，芯片2D和3D的制作方法，比色法、

荧光法和电化学分析法等用于纸基微流控芯片的检测方法，以及纸基微流控芯片技术在水质

检测领域中重金属、富营养化元素和有机污染物检测方面的应用，最后对该技术在未来可持

续发展中朝着集成化、低成本、高灵敏的智能化检测方向发展进行了展望。

关键词：纸基微流控芯片；水质检测；重金属；富营养化元素；有机污染物

中图分类号：X832文献标识码：A文章编号：1006-883X(2021)08-0019-11

收稿日期：2021-07-02

DOI:10.16204/ki.sw.2021.08.004

纸基微流控芯片技术及

在水质检测中的应用

杨洋春1胡敬芳1,2,4*肖疏雨1宋钰1,2,4*李延生1,2高国伟1,2,3

1.北京信息科技大学自动化学院，北京100192

2.北京信息科技大学传感器重点实验室，北京100101

3.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室，北京100101

4.中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器联合国家重点实验室，上海200050

0引言些发展中国家和地区，这些方法及仪器的推广会受到

水是生命之源，是生物赖以生存的基础。在过去很大限制。为了解决使用受限等问题，国家在2013年

几十年里，伴随着工业化和城镇化的迅速发展，发布的《生物产业发展规划》中明确指出，要大力发

人们对水资源的需求越来越大，水污染问题也日渐严展现场快速检测技术。

重，为了实现可持续发展，我们必须采取一些有效措微流控芯片技术是通过微细加工手段将样品的

施来减少甚至根除水污染。水质检测作为控制水污染预处理、分离和检测集成到一个仅几平方厘米的微芯

问题的第一步，其作用和影响也变得愈发重要。用于片上，利用微米或亚微米通道控制微量液体流动，在

水质检测的国家标准方法主要有：气相色谱法[1]、原完成各种生化反应后，对反应产物进行分析检测的技

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