[發明專利]一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201910296266.8
• 申請日: 2019-04-13
• 公開（公告）號: CN109870417B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 竇新存;胡曉云;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: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/78;B01J13/00
• 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

本發明公開一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠及其制備方法，該比色凝膠由尿素檢測試劑、去離子水、水凝膠成分和光聚合引發劑制成，該比色凝膠克服試劑依靠容器實現檢測的局限性，凝膠的非平衡開放體系性質為試劑與待測物的反應提供了可能，并作為化學反應場所及檢測載體實現對尿素顆粒的特異性穩定顯色檢測，可實現主動性、即時性檢測，極大地簡化了檢測步驟。同時比色凝膠可充分發揮化學比色便攜、快速立顯、成本低廉等優勢，實現對待測物顆粒的快速、立顯、穩定、特異性識別，并擴大化學比色檢測的應用范圍。

技術領域

本發明屬于非制式爆炸物檢測分析領域，提供了一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠，實現對尿素的高響應性、高穩定性、高抗干擾性檢測。

背景技術

全球范圍內，爆恐案件屢屢發生，給公眾的財產和生命帶來了巨大威脅。尤其是非制式爆炸物，其原料易得，制備較易，可在簡易的家庭或自制設備條件下混制成爆炸物，然而對于該方面的報道相當之少，急需引起廣泛關注及研究。尿素就是其中的一種，其在日常生活中極易獲得，且與硝酸易炒制成硝基脲，這是一種撞擊感度和摩擦感度均很小的爆炸物，當裝藥密度為1.476g/cm³時，其爆速為7174±42m/s，威力為90％TNT當量。相較目前存在的各種爆炸物檢測手段，比如離子遷移譜、拉曼、熒光、電學氣氛傳感器等，化學比色集特異性強、靈敏度高、制備簡單、成本低廉、快速立顯為一身，為非制式爆炸物探測這一亟待解決的公共安全問題提供了強有力的技術手段。美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Suslick組通過化學比色傳感陣列實現了對TATP(三過氧化三丙酮)和糖溶液的檢測(J.Am.Chem.Soc.,2010,132(44):15519-15521；Org.Lett.,2008,10(20),4405-4408)。本發明針對尿素的特征官能團，開發出了一種化學比色檢測尿素的試劑，具有快速比色檢測的特點，一步即可實現對尿素的檢測，而且顯色穩定，顯色溫度范圍廣(-20-50℃)，能夠通過可見光范圍內顯色給出直觀的顏色信號。

然而試劑要實現檢測需要容器的承載，傳統依靠試劑瓶或試劑盒去檢測的方式或操作復雜或制備繁瑣。為了簡化檢測的操作過程，實現化學比色現場檢測且能適應于多種檢測場景，合成水凝膠作為試劑與尿素的化學反應場所及檢測載體。

水凝膠是一種具有三維交聯網絡的高分子材料，能夠提供局部液相環境，為檢測試劑與非制式爆炸物原料尿素的接觸提供了恰當的場所；同時凝膠具有一定的形狀和力學性能，為試劑的便捷檢測提供了優質載體且克服了傳統需要容器承載的局限性，并極大的擴大了化學比色的實際應用范圍。本發明選擇化學惰性極高的材料作為凝膠骨架，以直接負載一步合成式或浸泡式來加載檢測試劑，實現對非制式爆炸物顆粒的便攜、快速檢測。

本發明開發出一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠及其制備方法，充分發揮了化學比色檢測非制式爆炸物便攜、特異性強、快速現場立顯、成本低廉的優勢。同時，凝膠優秀的力學性能拓寬了化學比色實際應用場景的范圍。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠及其制備方法，該比色凝膠由試劑、去離子水、水凝膠成分和光聚合引發劑制成，該比色凝膠能夠對尿素顆粒進行特異性穩定顯色檢測。極大地簡化了對尿素的檢測步驟，實現主動式、即時性的檢測，比如黏附式檢測、對空氣顆粒吸附式檢測等。同時比色凝膠也為化學比色的應用提供了可能性，實現對尿素顆粒的快速、立顯、穩定、特異性識別，充分發揮化學比色便攜、快速立顯、成本低廉等的優勢，并擴大化學比色的應用場景。克服試劑依靠容器實現檢測的局限性；同時，凝膠的非平衡開放體系性質為試劑與待測物的反應提供了可能。用以作為化學反應場所及檢測載體實現對尿素的檢測。

本發明所述的一種快速檢測非制式爆炸物原料尿素的比色凝膠，按下列步驟進行：

制備試劑：

a、將對二甲氨基醛類物質對二甲氨基苯甲醛或對二甲氨基肉桂醛充分溶解于溶劑為無水乙醇、異丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇中，配制成得17mg/L-9g/L的混合溶液；