浸入式检测电化学微流控装置：集成样品采集与自动混合的重金属现场检测新方法

本文介绍了一种创新的"浸入式检测"电化学微流控装置，通过流体触发阀实现直接样品浸取和自动电解质混合。该装置采用近场通信（NFC）控制的便携式恒电位仪，可检测Cd2+和Pb2+（检测限分别为90 ppb和80 ppb），在加标工业水样中回收率达102.2%-116.7%。该技术消除了移液和手动混合步骤，为现场传感提供了新方案。

　　

Highlight

本研究开发了一种新型毛细驱动微流控装置，将浸入式设计理念应用于重金属的电化学检测。三维微流控电路通过多层透明薄膜和双面胶（DSA）层压构建。由于流动由毛细力驱动，样品溶液可通过浸入方式快速引入装置，无需复杂移液器。流体触发阀确保溶液保留在样品室中无泄漏。该阀的另一关键特性是能自动混合样品和支撑电解质于丝网印刷电极上，无需手动混合。用户仅需将装置浸入样品并添加电解质，即可自动激活阀门启动混合。样品与支撑电解质的混合物使用电化学检测进行测量，由智能手机控制的便携式近场通信（NFC）恒电位仪操作。我们成功演示了用于Cd(II)和Pb(II)检测的便携装置。用户仅需执行样品浸入、添加电解质和记录电化学信号操作。将电化学系统与浸入式系统通过毛细驱动微流控装置集成，是一个强大平台，可为简化用户操作开辟新机遇，并扩展现场检测能力。

Conclusion

本工作提出了一种用于重金属现场检测的新型毛细驱动微流控装置。"浸入式检测"测定形式通过结合电化学检测，拓宽了浸入式装置的适用性，超越了纸基比色读数的限制。该装置专门设计用于集成需要样品与支撑电解质混合步骤的电化学检测。通过实施流体触发阀，该装置实现了自动混合功能，同时保持浸入式操作的简单性。检测系统与便携式NFC恒电位仪集成，可通过智能手机进行操作。该装置成功应用于加标工业水样中Cd(II)和Pb(II)的检测，显示出良好的回收率。该平台为现场可部署传感提供了新替代方案，并有望启发未来专注于简单样品收集、自动化试剂处理和最小用户干预的设计。