据统计,我国是世界上农药生产及用量大国,因农药残留导致的环境污染和食品安全问题不容乐观,对人体健康造成了严重的威胁。现有的农药残留检测方法中,以色谱法为代表的仪器分析法,由于设备庞大、检测过程繁杂等原因不适用于现场快速检测;一些可用于现场快速检测的筛查方法,如酶传感器法,其精准度有待提高;而光谱法基于灵敏度高、检测速度快且方便集成于便携式设备等优势,满足市面上对农药残留检测产品系统化、微型化、实时检测的要求。本文基于光谱法中吸光光度法的检测原理,根据课题组对交叉响应阵列已有的研究基础,结合微流控芯片高通量、微型化等优势,旨在研发一种新的农药残留检测装置。文中利用微流控芯片上交叉响应阵列的各敏感点与不同农药作用前后吸光度的变化存在差异的原理,设计了一套农残检测装置,为基于液体交叉响应阵列的便携式农残检测仪器的研究和开发提供了基础。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)基于对吸光光度法的理论研究,结合交叉响应阵列原理和微流控芯片技术,通过对系统的功能分析,提出了装置总体设计方案,将研究工作划分为离心式微流控芯片设计、检测装置各零部件设计、下位机硬件及其控制软件的设计三部分内容。(2)基于微流控芯片的优势,采用离心式微流控芯片作为交叉响应阵列的反应载体,利用液滴在圆盘上受离心力后的惯性运动原理,使用Solidworks软件对离心式微流控芯片的结构、尺寸进行了设计,并使用Fluent软件完成了芯片流道内流体流动的建模仿真。然后基于离心式微流控芯片的结构及电子元器件的安装方法,对该装置的其他部件进行了设计、仿真。最后利用3D打印技术,完成了各设计部件的加工。(3)根据基于吸光光度法的检测装置对下位机控制电路的功能需求,使用Autilm Designer完成了下位机硬件电路原理图的设计。主要包括微控制器模块、光源驱动模块、主轴电机驱动模块、信号处理模块、电源模块和串口通信模块。然后,在KeilμVision平台完成了对主轴电机驱动模块及串口通信模块的软件设计。(4)系统的调试及验证。分别对装置各零部件、硬件功能模块、软件控制模块进行独立调试及整体测试。使用所设计的装置对配置的4种农药溶液进行了检测试验,并通过数据分析软件对检测数据进行了模式识别,试验结果分析表明该装置可用于不同大类农药溶液的检测区分。