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茶多酚是茶叶中多酚类物质的总和,抗氧化能力强,可消除有害自由基,在食品保鲜、抑菌、医疗保健等领域使用广泛。由于茶多酚是影响茶叶及其相关产品质量的关键功能性成分,进行茶多酚检测是鉴定茶叶及其相关产品质量的有效手段。目前,茶多酚常用的检测方法主要有色谱法、质谱法、分光光度法和近红外光谱法等,但这些方法存在检测速度较慢、操作集成度较低、检测成本较高等问题。因此建立一种快速、准确、低成本的茶多酚检测方法值得研究。针对以上问题,本文结合微流控芯片和电化学检测的技术优势,提出一种基于微流控芯片和电化学技术的茶多酚检测方法,并将其应用于普洱茶样品的茶多酚总量检测。论文的主要研究内容和结论如下:(1)开展茶多酚电化学检测原理和微流控芯片混合机理的研究。首先,基于电化学检测理论,研究循环伏安法的理论方程,得出循环伏安曲线的氧化峰电流与反应物浓度成正比;然后,分析茶多酚的电化学反应机理,阐明了茶多酚循环伏安检测的原理及可行性,并确定没食子酸为标准品;最后,基于流动传质理论,阐述了微流控芯片的混合机理,为微流控芯片的结构设计及流场仿真优化奠定了理论基础。(2)基于COMSOL流场仿真分析,进行微流控芯片结构的优化设计。首先,根据茶多酚电化学检测要求,设计了集成流体混合和循环伏安检测功能的微流控芯片;然后,采用COMSOL软件对流体混合过程进行流场仿真,深入研究了混合流道内部流场的分布特性,揭示了肋板结构强化流体混合的机理;最后,探明了入口雷诺数、肋板形状、肋板尺寸、入口角度和混合距离等五个关键参数对微流控芯片混合性能的影响规律,进而优化了混合流道的结构参数,获得了具有良好混合均匀度和较低压力降的芯片结构。(3)采用DLP 3D打印技术制造微流控芯片,构建微流控芯片电化学检测平台。首先,面向微流控芯片快速、低成本制造的需求,分析其制造工艺,阐述了不同3D打印技术的优劣,得出DLP技术分辨率高、打印速度快,并将其应用于微流控芯片的制造;然后,采用食人鱼溶液对微流控芯片表面进行亲水处理,防止微流道中气泡的产生和富集;最后,进行微流控芯片的封装,成功搭建了微流控芯片电化学检测平台。(4)应用微流控芯片电化学检测平台,开展茶多酚总量检测的实验研究。采用单因素实验优化茶多酚的检测参数,在pH 3.0的B-R缓冲液,扫描速度100 mV/s,进料速度40μL/min条件下,获得了最优的电化学循环伏安曲线。在最优检测条件下,没食子酸浓度为5~1250μmol/L时具有良好的线性响应,最低检出限为6.9×10-7 mol/L。进行普洱茶样品的茶多酚总量检测,结果表明:回收率为97.6%~104.6%,与福林酚法的结果相比偏差约为5.5%,测试时间缩短到1 min以内,样品和试剂用量仅为微升数量级。本文提出一种基于微流控芯片和电化学技术的茶多酚检测方法,并通过理论分析、流场仿真和实验研究,验证了其实用价值。该方法对于实现茶多酚总量的快速、准确、低成本检测具有重要意义,还可推广应用到其他食品成分的快速检测领域。