所有進(jìn)入水環(huán)境的污染物都屬于環(huán)境分析的研究對(duì)象。根據(jù)其毒性、危害和關(guān)注程度，可分為環(huán)境優(yōu)先污染物和其他環(huán)境污染物。微流控芯片技術(shù)在水環(huán)境污染分析中的研究和應(yīng)用還處于起步階段，因此大多集中在優(yōu)先污染物的相關(guān)報(bào)道中，主要包括重金屬、營養(yǎng)元素、有機(jī)污染物和微生物。

1 用于檢測(cè)水中重金屬的微流控芯片系統(tǒng)。

伴隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，越來越多的重金屬如汞、鎘、鉻、鉛、銅、鋅、鎳、鋇、釩等被排入水中，不僅對(duì)水生動(dòng)植物產(chǎn)生毒害作用，而且通過富集作用進(jìn)入生物鏈，對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅.對(duì)于上述重金屬的檢測(cè)，雖然可以采用高精度的原子吸收光譜和原子熒光光譜等方法，但在應(yīng)對(duì)突發(fā)污染物泄漏事件或連續(xù)監(jiān)測(cè)某一區(qū)域時(shí)，仍然需要快速、高效的檢測(cè)工具。

采用光刻法與濕法刻蝕技術(shù)相結(jié)合，成功研制出一種微流控芯片.該芯片利用魯米諾發(fā)光的性質(zhì)，成功地對(duì)硝酸鈷進(jìn)行了測(cè)定，最低限度為3×10-11mol.L-1.該裝置采用成本低廉的光電探測(cè)器，在保證高敏感性的前提下降低了成本，并將試劑固定在微芯片上，實(shí)現(xiàn)了操作的自動(dòng)化。同時(shí)，經(jīng)過簡單的改造，該微全分析系統(tǒng)還可成為檢測(cè)過氧化氫或二氧化氮的裝置，并可與信號(hào)傳輸裝置相結(jié)合，成為一種具有無線信號(hào)傳輸功能的設(shè)備。

利用發(fā)光二極管和光電二極管，結(jié)合低溫共燒陶瓷，制造了一種基于光度檢測(cè)的連續(xù)流動(dòng)分析微芯片。該裝置采用二苯基甲酰胺作為顯色劑測(cè)定六價(jià)鉻，在0.1~20mgL-1的范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢測(cè)極限最低為50μgL-1?；诩垙埖奈⒘骺仄骷陙戆l(fā)展迅速。與功能相似的微流控設(shè)備相比，它具有操作簡單、無需外援設(shè)備、可多元化檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，有望成為最便宜的分析檢測(cè)設(shè)備。利用β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)在重金屬離子的抑制下會(huì)失去活性，配合其他金屬指示劑，開發(fā)出一種可用于檢測(cè)多種重金屬的紙質(zhì)芯片，顯示出良好的靈敏度。

2 營養(yǎng)鹽測(cè)定芯片

用于營養(yǎng)鹽測(cè)定的微流控芯片系統(tǒng)大多是基于分光光度法的檢測(cè)原理，利用現(xiàn)代微細(xì)加工技術(shù)集成各種光電元件。例如，利用鉬酸銨與磷酸鹽反應(yīng)產(chǎn)生特征黃色或黃綠色的特點(diǎn)，開發(fā)了一種用于水中磷酸鹽監(jiān)測(cè)的微流控芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)配有數(shù)據(jù)發(fā)射裝置，可分別布置在目標(biāo)區(qū)域的不同位置，對(duì)該區(qū)域的磷酸鹽污染情況進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，檢測(cè)限制最低為0.3mgL-1。

提出了一種三層雜交結(jié)構(gòu)微流控芯片，在玻璃片上加工微反應(yīng)通道，用PDMS加工氣體滲透膜和帶接收通道的PDMS底片，實(shí)現(xiàn)溶液中NH4+反應(yīng)、氨擴(kuò)散分離吸收、溴百里酚藍(lán)顯色和光度檢測(cè)在微流控芯片上的集成。

理論上，任何基于流動(dòng)注射分析技術(shù)的營養(yǎng)鹽測(cè)定都可以在微流控芯片中實(shí)現(xiàn)。然而，由于微米尺度的微流控芯片通道的吸收光程和光通量受到很大限制，這種技術(shù)的突破點(diǎn)在于芯片上長光程檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)。此外，毛細(xì)管電泳微流控芯片技術(shù)在營養(yǎng)鹽檢測(cè)中得到了很好的應(yīng)用。制造了一種基于毛細(xì)管電泳技術(shù)的微流控芯片。該系統(tǒng)可以在90s內(nèi)同時(shí)檢測(cè)亞硝酸鹽離子和硝酸鹽離子。最低檢測(cè)限額為(0.09±0.007)μmol-1(NO2-)和(0.08±0.009)μmol-1(NO3-)。Sieben也做了類似的研究，制造了一種用于檢測(cè)亞硝酸鹽的微流控裝置。

3 有機(jī)污染物分析芯片。

除了無機(jī)污染物機(jī)污染物外，還含有大量的有機(jī)污染物，通過降低水中的毒性和溶解氧對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，危害人體健康。因此，有機(jī)污染物的數(shù)量是評(píng)價(jià)水污染狀況的極其重要的指標(biāo)。由于這種污染物含量低，通常需要預(yù)處理。微流控芯片的優(yōu)點(diǎn)是可以整合前期預(yù)處理和后期檢測(cè)，提取/富集效率高。采用基于光譜分析技術(shù)的微流控芯片，對(duì)多環(huán)芳烴進(jìn)行了檢測(cè)，其檢測(cè)范圍為0.1μg.L-1~400mg.L-1。制介孔材料(CMK-3)修飾碳盤電極的電化學(xué)檢測(cè)芯片可以檢測(cè)水中的硝基苯化合物。該裝置利用毛細(xì)管電泳裝置分離四種硝基苯化合物。在樣品未經(jīng)復(fù)雜預(yù)處理的情況下，飲用水中最低檢測(cè)限值可達(dá)3.0~4.7μmolL-1。采用毛細(xì)管凝膠電泳技術(shù)，結(jié)合激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)方法，制出微流控芯片，檢測(cè)水中溶解的有機(jī)碳。

通過對(duì)日野川和琵琶湖的水樣分析，經(jīng)過孔徑為0.45μm的濾膜后，可檢測(cè)出濃度為1~2mg.L-1的DOC。利用基于毛細(xì)管電泳-安培檢測(cè)系統(tǒng)的微流控芯片，檢測(cè)以雙酚A為代表的一些內(nèi)分泌干擾物。該系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)是用普魯士藍(lán)裝飾的氧化銦錫(ITO)電極，并配合彎曲的微通道。經(jīng)過微通道的有效分離后，該系統(tǒng)對(duì)雙酚A的檢測(cè)僅限于59nmolL-1。然而，該芯片目前只用于檢測(cè)被泡沫塑料污染的水體，這只是內(nèi)分泌干擾素檢測(cè)的初級(jí)階段。對(duì)于科研人員來說，下一步是對(duì)更廣泛的污染物檢測(cè)進(jìn)行深入的研究。

4 微生物檢測(cè)芯片

水中的微生物按其粒徑屬于顆粒有機(jī)碳范圍，其種群豐度可以反映水體的生態(tài)特征和一些重要的污染狀況是水體生態(tài)調(diào)查中的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。在其測(cè)定過程中，流式細(xì)胞技術(shù)是最準(zhǔn)確快速的方法。但其設(shè)備昂貴，體積龐大，需要專人操作，不適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)和連續(xù)監(jiān)測(cè)要求。基于鞘流式流體控制的微流控芯片的出現(xiàn)在一定程度上克服了這些局限，并可能實(shí)現(xiàn)儀器的集成化、小型化、自動(dòng)化、便攜化和便攜化。首先，它們可以通過激光誘導(dǎo)細(xì)胞的微流動(dòng)力分析和分析來形成多種類似的微流控制方法。除了流動(dòng)力外，還可以根據(jù)流式進(jìn)一步完成流式細(xì)胞的微流動(dòng)力分析和分析和分析細(xì)胞的微流控芯片?；诹鲃?dòng)力。

開發(fā)了一種固定免疫磁珠的微流控芯片，可以從稀釋樣本中檢測(cè)和分離大腸桿菌。通過芯片外的PCR預(yù)處理技術(shù)和芯片中的毛細(xì)電泳技術(shù)，可以有效提高捕獲細(xì)胞的效率。該芯片對(duì)微生物的捕獲效率為70%。與此類似，它制造了一種由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成的微流控多通道芯片，由多克隆抗體pAb修飾，可以同時(shí)檢測(cè)8個(gè)不同的樣本，也可以平行檢測(cè)同一個(gè)樣本，檢測(cè)下限為6~10cfumL-1。該芯片的優(yōu)點(diǎn)可以預(yù)濃縮和豐富樣品，避免潛在污染物對(duì)目標(biāo)分析的干擾。利用分子雜交技術(shù)，開發(fā)了一種以rrna為探針的微流控芯片。該芯片有兩段18Srrna作為探針，可以形成兩個(gè)特定的檢測(cè)區(qū)域。微生物破碎、提取總DNA和PCR后，亞歷山藻成功檢測(cè)。