用于水中有机磷农药检测的微型预富集器研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tengjun1008
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有机磷农药的广泛使用在保证农业丰产丰收的同时,也造成诸多生态环境问题及食品安全问题,成为当前环境水体的主要污染物之一。水中有机磷农药残留的快速检测对保证食品安全和保护生态环境具有重要意义。本文将微型预富集器与离子迁移率谱仪(IMS)联用,实现水中有机磷农药的快速检测。   设计并利用MEMS工艺制备了自带解吸加热器的微热板预富集芯片。利用有限元方法分析了预富集芯片热性能,为提高温度均匀性,采用变宽度双螺旋形状加热电极,并在芯片工作区背面留有硅膜片。针对水中有机磷农药的采样浓缩,选择聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为预富集器的吸附膜材料。通过聚四氟乙烯接口装置实现微型预富集器与IMS的连接。为减小进样过程中样品的扩散损失,接口装置中采用尽可能小的解吸腔体积(~230mm3)。   利用微热板预富集芯片Pt/Ta加热电极的热电阻效应,测量了不同加热电压下预富集器吸附膜的温度,在160℃-245℃间预富集器吸附膜温度与加热电压成线性关系。研究了工作温度为220℃的IMS进样半透膜对预富集器吸附膜温度的影响,发现同样加热条件下预富集器处于接口装置内时吸附膜稳定温度比处于室温环境时高40℃,而温升速率基本相同。   用微型预富集器-IMS系统对水中痕量有机磷农药进行了富集检测。利用微型预富集器解吸温度易于控制的优点研究了缓慢升温和快速升温对检测的影响。结果表明,缓慢升温时敌敌畏的IMS响应最大值出现时间与杀扑磷和对硫磷相比差别较大,有利于区分混合样品中不同被测物;而解吸过程中吸附膜快速升温使杀扑磷的检测灵敏度提高到缓慢升温的1.4倍。
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