导读:
近期,科罗拉多州立大学Charles S. Henry团队在《Lab on a Chip》期刊发表题为“Microfluidics in environmental analysis: advancements, challenges, and future prospects for rapid and efficient monitoring”的综述文章,系统回顾了近五年来微流控技术在环境监测领域的最新进展,重点探讨了其在检测重金属、农药、营养素、微生物、全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)等主要污染物方面的应用,并评估了这些装置的优势和局限性。此外,还提出了缓解这些局限性的潜在策略,为微流控技术在环境监测中的未来发展提供了深刻见解。
本文要点:
1、本文综述了近五年来微流控技术在环境监测领域的最新进展。
2、重点探讨了针对重金属、农药、营养物质、微生物、全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)等主要污染物的检测装置。
3、介绍了多种检测方法(电化学法、比色法、荧光法等),并对用于环境监测的微流控设备的现状进行了批判性评估,强调了其成功之处和局限性。
4、此外,还提出了缓解这些局限性的潜在策略,为未来的研究和发展方向提供了宝贵的见解。
一张图读懂全文:
使用微流控设备检测环境污染物的一些优势包括:
1、便携性:微流控设备体积小,便于携带和现场使用。
2、易用性:操作简单,容易上手,减少了对专业技能的需求。
3、成本效益:相比于传统的大型仪器,微流控设备成本较低,更适合大规模部署。
4、快速响应:微流控技术能够实现快速分析,对于应急监测和现场检测尤为重要。
5、自动化:可以集成自动样本处理和分析流程,提高效率和准确性。
使用微流控设备进行环境监测所面临的一些挑战包括:
1、技术复杂性:集成多种功能和反应步骤至有限空间内,同时保持系统的稳定性和重复性,是实现高效微流控系统的关键技术难题。
2、灵敏度和选择性:确保微流控设备在复杂环境样本中具有高灵敏度和抗干扰能力也是一个挑战。
3、样本处理:环境样本可能需要预处理才能适应微流控设备的检测需求,这无疑会增加操作复杂性。
4、规模化生产:将微流控技术从实验室规模转化为商业化产品,需要解决制造成本和规模化生产的难题。
5、监管和标准化:微流控设备需要满足监管要求,并建立相应的标准和指南,以确保监测结果的准确性和可靠性。
Scheme 1.使用微流控检测重金属的示意图。
图1.用于水中重金属检测的微流控系统示例。
图2.用于水中农药检测的微流控装置示例。
图3.用于水中微生物检测的微流控装置示例。
图4.用于土壤监测的微流控系统示例。
图5.用于空气监测的微流控装置示例。
原文链接:https://doi.org/10.1039/D3LC00871A