[發明專利]一種快速比色檢測硝酸根和亞硝酸根的試劑

有效

• 申請號: 201811000105.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN108872226B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 竇新存;王廣發;蔡珍珍
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

本發明提供了一種快速比色檢測硝酸鹽和亞硝酸鹽的試劑，該試劑是由苯胺類化合物和強酸制成，本發明所述的檢測試劑對硝酸鹽和亞硝酸鹽顯示極高的選擇性，從而保證了本發明可以針對痕量非制式爆炸物中的硝酸根和亞硝酸根進行檢測。本試劑與硝酸根和亞硝酸根接觸后3 s達到裸眼可視變色，無需復雜的分析設備，從而實現了對于硝酸根和亞硝酸根的低成本、即時、痕量檢測。此外，該試劑配制容易，操作簡便，靈敏度高，成本低，克服了現有技術中的無法直接比色檢測硝酸根、靈敏度低、反應時間長等不足，為痕量檢測非制式爆炸物中的硝酸根和亞硝酸根提供有效技術支撐。

技術領域

本發明屬于非制式爆炸物檢測領域，提供了一種快速比色檢測硝酸根和亞硝酸根的試劑。

背景技術

近20年恐怖襲擊事件頻發，嚴重威脅到了全球人民的生命和財產安全(Analyticachimica acta,2015,893:1-13；Nanoscale，2016，8：1305–1308；Forensic scienceinternational,2014,242:228-235)。而非制式爆炸物由于其價格低廉，原料易得，不易被檢測而成為恐怖分子的首選方式(Talanta，2016，161：219–227)。非制式爆炸物通常基于無機高能氧化劑如硝酸鹽、氯酸鹽或高氯酸鹽組成(TrAC Trends in AnalyticalChemistry,2014,56:27-36)。而硝酸鹽(硝銨、硝酸鉀、硝酸鈉等)作為最常用的農業肥料，其與任何燃料(汽油、柴油、糖、炭、面粉等等)混合即可非常容易的制備出爆炸物(Aspectsof explosives detection.Elsevier,2011)。2013年著名的波士頓馬拉松爆炸案就是利用黑火藥(硝酸鉀，硫和木炭)進行爆炸襲擊活動，造成了3人死亡和170余人受傷(ForensicScience International，2014，242：228–235)。此外，據有關部門統計發現，大部分的車載爆炸襲擊都是使用的硝銨爆炸物，包括駭人聽聞的俄克拉何馬城爆炸襲擊事件(DefenceToday,2008,4649:46-49)。臭名昭著的“愛爾蘭共和軍”利用硝銨和糖果混合，在北愛爾蘭和倫敦制造了大量的恐怖襲擊事件(Science and Justice,2009,49:73–80)。此外，西班牙恐怖組織埃塔(ETA)、哥倫比亞革命武裝力量(FARC)和巴勒斯坦極端分子廣泛使用硝銨-石油進行恐怖襲擊活動(Applied Magnetic Resonance,2012,43:557-566)。更有文獻報道，亞硝酸根可以作為一種非制式爆炸物的氧化劑組分(Aspects of Explosives Detection,2009,11-26)。因此，科研人員開發了很多的針對硝基爆炸物的檢測方法。如，馬來西亞大學的M.R.Mahmoudian課題組利用電化學方法成功實現對硝酸根的檢測，且其檢測限低至0.4535μM(Journal of Electroanalytical Chemistry，2015，751：30–36)。英國普利茅斯大學的Paul J.Worsfold課題組利用化學發光的方法實現了對于硝酸根和亞硝酸根的檢測限分別為0.02μg N/L和0.02μg N/L(Luminescence,2012,27.5:419-425)。日本鹿兒島大學的Hitoshi Kodamatani課題組利用液相色譜法實現了對河水、池塘水、雨水、商業礦泉水和自來水中的硝酸根和亞硝酸根的檢測(Journal of Chromatography A,2009,1216:3163-3167)。日本國立產業技術綜合研究所的Shin-ichi Wakida課題組利用毛細管電泳法成功實現了對亞硝酸鹽和硝酸鹽檢測限低至2.6和1.5μM的檢測(Journal of ChromatographyA,2004,1051:185-191)。德國柏林大學醫學的Andreas K Nussler課題組利用2，3-二氨基萘可以與亞硝酸根反應形成2,3-萘硝唑而產生較強的熒光現象實現了對亞硝酸根的熒光檢測(Nature Protocols,2006,1,2223–2226)。蘇州大學的Jianguo Li課題組利用水溶性CdSe量子點電化學發光法成功的實現了對亞硝酸根的檢測(Luminescence,2013,28:551–556)。在眾多檢測方法中，光譜技術因其檢測限低和操作簡便而被廣泛應用，包括紫外-可見分析(Analytica chimica acta,1994,299:81-90)、化學發光分析(Fresenius'Journalof Analytical Chemistry,2000,367.3:264-269.)、熒光分析(Analytical Letters,2000,33:1869-1883)、紅外光譜(Journal of Plant Nutrition,2000,23:79-90)、拉曼光譜(The Journal of Chemical Physics,1999,110:2202-2207)、分子空位發射光譜(Analyst,1989,114.5:563-566)。然而這些利用化學反應檢測硝酸根的方法，包括最為常用的格里斯試劑，都是通過先將硝酸根還原為化學活性更強的亞硝酸根再進行檢測(Analytica chimica acta,1995,308:413-424)。根據廣泛的文獻調研發現，只有以色列特拉維夫大學的Michael Gozin課題組利用鉬-銅催化系統下，硝酸根可以將硫醚氧化成亞砜的特性，成功實現了熒光法直接檢測硝酸根的目的(Organic letters,2011,13:5532-5535)。而比色法因其操作簡便，結果直觀可靠而成為檢測領域最具有發展前景的方法。然而，遺憾的是，到目前為止，還沒有人能夠用化學比色的方法直接對硝酸根類進行檢測。為了能夠實現對可疑硝酸根類爆炸物的現場快速檢測分析，開發一種能夠直接比色檢測硝酸根的試劑成為了急需解決和最有挑戰的世界難題。