[發(fā)明專利]指示劑置換比色傳感器陣列用于多種陰離子檢測(cè)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110367842.7
• 申請(qǐng)日: 2011-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103123323A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮亮;關(guān)亞風(fēng);李慧;李笑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): G01N21/78
• 分類號(hào): G01N21/78
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器，具體地說(shuō)是一種指示劑置換比色傳感器陣列用于水中多種痕量陰離子檢測(cè)的方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，人民的生活水平逐年提高，由此引發(fā)的環(huán)境污染已成為國(guó)家和公眾普遍關(guān)注的問(wèn)題，這其中陰離子污染物對(duì)人類健康構(gòu)成的威脅不容忽視。這些陰離子污染物主要包括氰化物、硫化物、硫酸鹽、氯化物、氟化物、碘化物、亞硝酸鹽等。有色冶金、鋼鐵和鋁加工、焦炭、合成有機(jī)玻璃、陶瓷、電子、電鍍、化肥、農(nóng)藥廠的廢水、殺蟲(chóng)劑等都可能產(chǎn)生大量這些污染物。其中硫化物可與人體內(nèi)細(xì)胞色素、氧化酶及該類物質(zhì)中的二硫鍵(-S-S-)作用，影響細(xì)胞氧化過(guò)程，造成細(xì)胞組織缺氧，危及人的生命。水中的氯化物含量過(guò)高，會(huì)損害金屬管道和建筑物，妨礙植物生長(zhǎng)；硫酸鹽的含量大于250mg/L時(shí)有致瀉作用等。

目前常規(guī)的陰離子檢測(cè)方法包括：色譜法、電化學(xué)法，熒光法、流動(dòng)注射法、離子色譜法、分光光度法等。這些方法普遍成本較高，需要大型儀器和熟練的操作人員，且一般在現(xiàn)場(chǎng)采樣，然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行離線分析，存在耗時(shí)、分析步驟復(fù)雜、分析儀器昂貴、采樣頻率低，以及樣品不易保存等缺點(diǎn)。同時(shí)，很多檢測(cè)方法雖然可以檢測(cè)較低濃度的陰離子污染物，但對(duì)于真實(shí)水體的檢測(cè)，尤其是當(dāng)有其他離子干擾情況下的檢測(cè)顯得力不從心。在有些情況下，需要及時(shí)知道環(huán)境污染情形，以便迅速制定相應(yīng)的處理對(duì)策。面對(duì)這些難題，最理想的解決方法就是原位實(shí)時(shí)檢測(cè)，因此現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)、移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室和便攜式檢測(cè)儀器等概念被許多研究人員提出。

科學(xué)家們已對(duì)陰離子污染物的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)做了大量的研究探索工作，基于光學(xué)原理，電化學(xué)原理，功能納米材料等不同類型的傳感器應(yīng)運(yùn)而生。這其中，光化學(xué)比色方法因其操作簡(jiǎn)便，成本低廉而受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。各種指示劑以及具有專一選擇性的熒光制劑相繼問(wèn)世，這些指示劑的出現(xiàn)為陰離子的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及陰離子便攜式檢測(cè)儀的研發(fā)奠定了一定的基礎(chǔ)。然而不同陰離子污染物對(duì)指示劑的相互交叉干擾成為不可避免的問(wèn)題。隨著各種數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)的日趨成熟，陣列式分析成為克服這種問(wèn)題的最佳選擇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種指示劑置換比色傳感器陣列用于水中多種痕量陰離子檢測(cè)的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

1)金屬離子有色螯合劑與對(duì)應(yīng)金屬離子螯合：

微摩爾濃度金屬離子與對(duì)應(yīng)的金屬離子螯合劑按1∶1-1∶3摩爾比混合，產(chǎn)生顏色變化，以這些有色的螯合物作為陰離子指示劑材料。將18種金屬有色螯合物置于3x6的18孔板中作為檢測(cè)單元，提取每種有色螯合物對(duì)應(yīng)的顏色信息，將所有這些顏色信息歸總，構(gòu)建陣列系統(tǒng)；

2)“指紋圖譜”的建立：基于金屬離子能與陰離子形成沉淀，在陰離子過(guò)量情況下，部分沉淀進(jìn)一步溶解的原理，構(gòu)建十種陰離子與金屬有色螯合劑共同競(jìng)爭(zhēng)金屬離子的反應(yīng)；將金屬離子螯合劑與金屬離子螯合后得到的陰離子指示劑分別取等體積加入到18孔板對(duì)應(yīng)的孔中，然后向其中加入一定量的陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液[混合后溶液中陰離子的終濃度按其污水排放標(biāo)準(zhǔn)或生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，分別為：S^2-(3.0x10^-5M)，F(xiàn)^-(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(fā)生置換反應(yīng)，導(dǎo)致指示劑發(fā)生顏色的變化。