在化學(xué)事故應(yīng)急救援與處置工作中，需要對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)的化學(xué)污染物進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)檢測(cè)，以便針對(duì)污染物特性，盡快正確地開展應(yīng)急救援與處置工作，將事故損失和危害降低到最小。但現(xiàn)有的基于分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的采樣分析檢測(cè)手段，化驗(yàn)設(shè)備體積較大、分析速度較慢、工作效率較低、試劑用量較多，不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)及野外嚴(yán)酷工作環(huán)境條件、難以做到便攜式使用。

微流控芯片分析檢測(cè)系統(tǒng)，主要以分析化學(xué)和生物分析技術(shù)為基礎(chǔ)，以微機(jī)電系統(tǒng)為依托，以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征， 采用微加工方法，在平板上制作出微米級(jí)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)試樣和試劑在這些微通道中的受控流動(dòng)、混合、反應(yīng)及分離，完成試樣的分析檢測(cè)，在體積低于普通化學(xué)分析幾個(gè)數(shù)量級(jí)的水平上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的定量操作。目的是把完成一項(xiàng)化學(xué)分析所需的所有過(guò)程在微型化的基礎(chǔ)上集成在一塊芯片上。

近十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外微流控芯片分析檢測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)發(fā)展迅速，尤其在生物醫(yī)學(xué)樣品分析方面取得了較顯著的成就，對(duì)小分子環(huán)境樣品的微流控芯片分析檢測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)的相關(guān)研究也有一些報(bào)道。便攜式、數(shù)字化、現(xiàn)場(chǎng)化微流控芯片實(shí)時(shí)分析檢測(cè)儀器系統(tǒng)對(duì)提高化學(xué)事故應(yīng)急救援與處置能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

復(fù)雜基質(zhì)樣品的微流控芯片預(yù)處理技術(shù)

由于現(xiàn)場(chǎng)化學(xué)分析的環(huán)境污染樣品多為復(fù)雜基質(zhì)樣品，因此樣品預(yù)處理在微流控芯片分析中尤為重要，而國(guó)內(nèi)外對(duì)微流控芯片分析系統(tǒng)中的樣品預(yù)處理方法和技術(shù)的研究正方興未艾，目前已提出了多種相關(guān)的方法和 技術(shù)，包括基于液/液雙相相互作用的液/液萃取技術(shù)、多相層流技術(shù)；以及基于固/液雙相相互作用的固相萃取技術(shù)、過(guò)濾技術(shù)、膜分離技術(shù)；基于電驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)放大堆積技術(shù)、等速電泳技術(shù)、等電聚焦技術(shù)；基于磁場(chǎng)、聲場(chǎng)作用的場(chǎng)效應(yīng)分離技術(shù)，超聲波分離技術(shù)等；這些方法各有特色和優(yōu)勢(shì)，需要根據(jù)環(huán)境污染物及其降解產(chǎn)物等相關(guān)化合物的特點(diǎn)進(jìn)行篩選、評(píng)價(jià)和優(yōu)化。

快速靈敏的微流控芯片檢測(cè)技術(shù)

在樣品檢測(cè)方面，由于化學(xué)反應(yīng)、分離等發(fā)生在微米量級(jí)尺寸的微結(jié)構(gòu)中，使得微流控芯片分析系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)器的要求較傳統(tǒng)檢測(cè)器更為苛刻，主要體現(xiàn)在靈敏度 高、響應(yīng)速度快和體積小三個(gè)方面。目前，微流控芯片的檢測(cè)方法大體可以分為3類：電化學(xué)檢測(cè)法，如安培檢測(cè)、電導(dǎo)檢測(cè)、電位檢測(cè)等；光學(xué)檢測(cè)法，如熒光檢測(cè)、吸收光度檢測(cè)和化學(xué)發(fā)光檢測(cè)等；質(zhì)譜檢測(cè)法。通過(guò)開展檢測(cè)環(huán)境污染物及其相關(guān)化合物的通用檢測(cè)器的研究，以選配出廣譜高效的檢測(cè)器。在此基礎(chǔ)上，對(duì)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)微型化，提高檢測(cè)的靈敏度、快速性和環(huán)境可靠性，研制出適合環(huán)境污染物及其降解產(chǎn)物等相關(guān)化合物小分子特點(diǎn)的微流控芯片檢測(cè)器。

隨著新的微流控分析檢測(cè)技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，環(huán)境污染物的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分析不斷顯露出新的突破點(diǎn)。起源于20世紀(jì)90年代的微流控芯片系統(tǒng)，可在微米級(jí)結(jié)構(gòu)中操控納升至皮升體積流體，目標(biāo)是把分析實(shí)驗(yàn)室的功能，包括進(jìn)樣、樣品預(yù)處理、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等集成在一塊微芯片上完成，具有高速、高效、高通量、集成化、低消耗、便攜化等優(yōu)點(diǎn)。