[發明專利]指示劑置換比色傳感器陣列用于多種陰離子檢測的方法

有效

• 申請號: 201110367842.7
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103123323A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 馮亮;關亞風;李慧;李笑
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種指示劑置換比色傳感器陣列用于多種陰離子檢測的方法，包括金屬離子有色螯合劑與相應金屬離子的螯合，陰離子置換，比色讀取，以及樣品測定，其特征在于：

以金屬離子有色螯合劑及其相對應的金屬離子受體在水溶液中的螯合物作為陰離子指示劑材料；為檢測多種陰離子，將18種金屬有色螯合物置于3x6的18孔板中作為檢測單元，提取每種有色螯合物對應的顏色信息，將所有這些顏色信息歸總，構建陣列系統；基于金屬離子能與陰離子形成沉淀，在陰離子過量情況下，部分沉淀進一步溶解的原理，構建十種陰離子與金屬有色螯合劑共同競爭金屬離子的反應；通過提取各個反應后的溶液顏色信息，將所有這些信息歸總，構建陣列系統：

1)金屬離子螯合劑與其相對應的金屬離子螯合：1×10^-6-5×10^-5摩爾濃度金屬離子溶液與對應的金屬離子螯合劑按離子與螯合劑1∶1-1∶3摩爾比混合，產生顏色變化；

所述金屬離子有色螯合劑分別為：茜素，茜素紅，偶氮胂III，二苯偶氮碳酰肼，玫瑰紅銀試劑，2-(3，5-二溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚，1，3-二氨基-4-(5-溴-2吡啶偶氮)苯，紫尿酸銨，1-吡啶偶氮-2-萘酚；

金屬離子受體分別為汞，鉛，鎘、銀，鎳、銅，鋇，鋯；

其搭配為：茜素+Pb²⁺，茜素+Cu²⁺，茜素紅+Zr²⁺，偶氮胂III+Ba²⁺，二苯偶氮碳酰肼+Pb²⁺，二苯偶氮碳酰肼+Hg²⁺，二苯偶氮碳酰肼+Cd²⁺，二苯偶氮碳酰肼+Ni²⁺，玫瑰紅銀試劑+Cu²⁺，瑰紅銀試劑+Hg²⁺，2-(3，5-二溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚+Cu²⁺，2-(3，5-二溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚+Hg²⁺，1，3-二氨基-4-(5-溴-2吡啶偶氮)苯+Hg²⁺，紫尿酸銨+Cd²⁺，1-吡啶偶氮-2-萘酚+Pb²⁺，1-吡啶偶氮-2-萘+Cu²⁺，1-吡啶偶氮-2-萘酚+Hg²⁺；

2)陰離子的置換反應：向步驟1)溶液中等體積加入1×10^-6-1×10^-2摩爾濃度的陰離子水溶液，充分反應；3)比色讀取：3x6的18孔板底部為透明視窗，將其底部置于掃描儀彩色成像設備的玻璃平板上，通過透射掃描法(通常用于底片掃描)采集步驟1)溶液添加陰離子待測物前后，步驟1)溶液的顏色變化；

4)“指紋圖譜”的建立：

按照步驟1)-3)進行操作，不同之處在于，步驟2)陰離子水溶液為陰離子標準溶液，且混合后溶液中陰離子的終濃度按其污水排放標準或生活飲用水標準，分別為：S^2-(3.0x10^-5M)，F^-(5.6x10^-4M)，Cl^-(7.05x10^-3M)，Br^-(5.0x10^-5M)，I^-(5.0x10^-5M)，SO₄^2-(2.55x10^-3M)，PO₄^3-(1.0x10^-4M)，CrO₄^2-(2.88x10^-5M)，NO₂^-(2.0x10^-5M)，C₂O₄^2-(5x10^-4M)]，陰離子與指示劑發生置換反應，導致指示劑發生顏色的變化；

采用掃描儀彩色成像設備提取各個指示劑反應前后的顏色，通過Photoshop軟件對指示劑與陰離子反應前后膜上產生的顏色進行數字化處理，得到指示劑反應前后圖像對應的RGB值，將反應后圖像的RGB值減去反應前圖像的RGB值，提取“差減圖像”的ΔR，ΔG，和ΔB值，然后按ΔR，ΔG，ΔB值還原對應的顏色圖像，為各個陰離子在污水或飲用水排放標準濃度下建立其對應的“指紋圖譜庫”；

5)未知陰離子水溶液樣品測試過程：

按照步驟1)-3)進行操作，不同之處在于，步驟2)陰離子水溶液為未知陰離子水溶液樣品；

將其顏色變化對應的紅、綠、藍(RGB)色光譜值構建樣品的圖譜：采用掃描儀彩色成像設備提取各個指示劑反應前后的顏色，通過Photoshop軟件對指示劑與陰離子反應前后膜上產生的顏色進行數字化處理，得到指示劑反應前后圖像對應的RGB值，將反應后圖像的RGB值減去反應前圖像的RGB值，提取“差減圖像”的ΔR，ΔG，和ΔB值，然后按ΔR，ΔG，ΔB值還原對應的顏色圖像，為未知陰離子水溶液建立其對應的“指紋圖譜”；

采用數理統計方法，運用Matlab、MVSP(Multi-Variate?Statistic?Package)或SPSS(Statistical?Package?for?the?Social?Sciences)統計軟件，將樣品的圖譜數據與“指紋圖譜庫”的數據庫相對照，從而對未知濃度的陰離子進行定性或半定量的分析。