在化學事故應急救援與處置工作中，需要對事故現(xiàn)場的化學污染物進行快速、準確的實時檢測，以便針對污染物特性，盡快正確地開展應急救援與處置工作，將事故損失和危害降低到最小。但現(xiàn)有的基于分析化學實驗室的采樣分析檢測手段，化驗設備體積較大、分析速度較慢、工作效率較低、試劑用量較多，不能適應現(xiàn)場及野外嚴酷工作環(huán)境條件、難以做到便攜式使用。

微流控芯片分析檢測系統(tǒng)，主要以分析化學和生物分析技術為基礎，以微機電系統(tǒng)為依托，以微管道網(wǎng)絡為結構特征， 采用微加工方法，在平板上制作出微米級的結構，通過試樣和試劑在這些微通道中的受控流動、混合、反應及分離，完成試樣的分析檢測，在體積低于普通化學分析幾個數(shù)量級的水平上，實現(xiàn)自動控制的定量操作。目的是把完成一項化學分析所需的所有過程在微型化的基礎上集成在一塊芯片上。

近十多年來，國內外微流控芯片分析檢測技術及系統(tǒng)發(fā)展迅速，尤其在生物醫(yī)學樣品分析方面取得了較顯著的成就，對小分子環(huán)境樣品的微流控芯片分析檢測技術及系統(tǒng)的相關研究也有一些報道。便攜式、數(shù)字化、現(xiàn)場化微流控芯片實時分析檢測儀器系統(tǒng)對提高化學事故應急救援與處置能力具有重要的現(xiàn)實意義。

復雜基質樣品的微流控芯片預處理技術

由于現(xiàn)場化學分析的環(huán)境污染樣品多為復雜基質樣品，因此樣品預處理在微流控芯片分析中尤為重要，而國內外對微流控芯片分析系統(tǒng)中的樣品預處理方法和技術的研究正方興未艾，目前已提出了多種相關的方法和 技術，包括基于液/液雙相相互作用的液/液萃取技術、多相層流技術；以及基于固/液雙相相互作用的固相萃取技術、過濾技術、膜分離技術；基于電驅動的場放大堆積技術、等速電泳技術、等電聚焦技術；基于磁場、聲場作用的場效應分離技術，超聲波分離技術等；這些方法各有特色和優(yōu)勢，需要根據(jù)環(huán)境污染物及其降解產(chǎn)物等相關化合物的特點進行篩選、評價和優(yōu)化。

快速靈敏的微流控芯片檢測技術

在樣品檢測方面，由于化學反應、分離等發(fā)生在微米量級尺寸的微結構中，使得微流控芯片分析系統(tǒng)對檢測器的要求較傳統(tǒng)檢測器更為苛刻，主要體現(xiàn)在靈敏度 高、響應速度快和體積小三個方面。目前，微流控芯片的檢測方法大體可以分為3類：電化學檢測法，如安培檢測、電導檢測、電位檢測等；光學檢測法，如熒光檢測、吸收光度檢測和化學發(fā)光檢測等；質譜檢測法。通過開展檢測環(huán)境污染物及其相關化合物的通用檢測器的研究，以選配出廣譜高效的檢測器。在此基礎上，對檢測器的結構和組成進行改造，實現(xiàn)微型化，提高檢測的靈敏度、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)物等相關化合物小分子特點的微流控芯片檢測器。

隨著新的微流控分析檢測技術的不斷涌現(xiàn)，環(huán)境污染物的現(xiàn)場實時分析不斷顯露出新的突破點。起源于20世紀90年代的微流控芯片系統(tǒng)，可在微米級結構中操控納升至皮升體積流體，目標是把分析實驗室的功能，包括進樣、樣品預處理、反應、分離、檢測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。