專利名稱：用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光電型傳感技術(shù)領(lǐng)域的試紙條及其制備方法，具體是一種用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條及其制備方法。
背景技術(shù)：
銅是生物生長(zhǎng)所必須的元素，但是過量就會(huì)導(dǎo)致重金屬中毒，由于含銅工業(yè)冶金廢水的排放、高銅豬飼料的喂養(yǎng)導(dǎo)致周圍環(huán)境被高銅污染，從而影響到居民的用水安全，及食品安全，而長(zhǎng)期接觸高濃度的銅會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重的毒害作用。測(cè)銅的常用方法有原子吸收光譜法、分光光度法，此種方法測(cè)銅精確、準(zhǔn)確，但是在應(yīng)用中有一定的局限性如樣品前處理復(fù)雜、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、需要大型儀器及不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。而傳感器檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)迅速、簡(jiǎn)便、容易攜帶、可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，從而可以彌補(bǔ)原子吸收法的不足，本實(shí)驗(yàn)擬建立一種檢測(cè)銅的光電型傳感器方法，以期實(shí)現(xiàn)銅的現(xiàn)場(chǎng)、快速檢測(cè)。經(jīng)對(duì)已有相關(guān)文獻(xiàn)和專利的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?專利)號(hào)為 2005100443 . 5名稱為“銅離子檢測(cè)用長(zhǎng)周期光纖光柵的制備方法”。該技術(shù)運(yùn)用長(zhǎng)周期光纖光柵對(duì)銅進(jìn)行檢測(cè)，該方法需要光纖光柵敏感膜，且檢測(cè)后需清洗，不能實(shí)現(xiàn)銅的經(jīng)濟(jì)、 快速檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條及其制備方法，利用吡咯烷二硫代甲酸與銅絡(luò)合顯色的原理制成，該試紙條的檢測(cè)限低于 0. lmol/L，檢測(cè)時(shí)間少于3分鐘。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，包括絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層、隔離片和蓋片，其中絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層和蓋片從下而上依次設(shè)置，隔離片位于反應(yīng)底物膜片的邊緣兩側(cè)，蓋片與絕緣防水基片上設(shè)有定位孔且兩者正對(duì)設(shè)置。所述的蓋片與絕緣防水基片皆由PVC材料制成，寬度為2cm，且長(zhǎng)度相同。所述的反應(yīng)底物膜片由反應(yīng)底物膜層和透明的底物膜載片組成，通過將反應(yīng)底物，即成膜劑均勻粘附在透明的底物膜載片上制成。所述的成膜劑的厚度為200 240nm。所述的過濾層是由不吸水、吸附力弱的玻璃纖維片組成，厚度0. 5mm。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及上述試紙條的制備方法，包括以下步驟第一步稱取吡咯烷二硫代甲酸溶于蒸餾水中；所述的吡咯烷二硫代甲酸的質(zhì)量百分比濃度為0. 1%。第二步加入水溶性殼聚糖和硅膠并充分研磨后得到粘稠狀的成膜劑。
所述的水溶性殼聚糖和硅膠的用量分別為吡咯烷二硫代甲酸質(zhì)量的300-3000倍以及500-5000倍。第三步將成膜劑在底物膜承載片上涂布成膜并烘干處理。第四步在絕緣防水基片中央打孔后分別將反應(yīng)底物膜片、過濾層、蓋片依次搭接粘貼在該絕緣防水基片上，并將蓋片與絕緣防水基片粘連整體固定，制成用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條。本發(fā)明操作方法為將制成的試紙條插入光電型傳感器的插孔中，按確定鍵進(jìn)行空白背景光檢測(cè)，等待屏幕上出現(xiàn)滴入待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)的字樣后滴入20μ L的待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，120S后按確定鍵進(jìn)行下一步，后記錄屏幕上出現(xiàn)的光電強(qiáng)度值。本發(fā)明的有優(yōu)點(diǎn)在于所述儀器攜帶方便、樣品處理時(shí)間短、檢測(cè)時(shí)間短、并且采用機(jī)械涂膜技術(shù)，用此方法制的膜出厚度均一，檢測(cè)反應(yīng)速度快，能夠使整個(gè)試條的生產(chǎn)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，并且大大縮短樣品處理時(shí)間，能夠達(dá)到樣品的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明橫向剖面圖。圖3為實(shí)施例使用示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括依次設(shè)置的絕緣防水基片1、反應(yīng)底物膜片2、 過濾層3、隔離片4和蓋片5，其中絕緣防水基片1和蓋片5疊合后采用機(jī)械沖壓打孔法打孔，孔徑0. 3mm,孔壁距離基片邊緣2mm，要求孔壁光滑，無毛刺，這樣能降低加樣時(shí)孔壁的吸附效應(yīng)，使樣品在加樣孔均勻分布，打孔位置要與檢測(cè)設(shè)備接口相配，蓋片5上圓孔為加樣孔，基片1上圓孔為測(cè)試孔。絕緣防水基片采用PVC材料。本實(shí)驗(yàn)實(shí)施例通過一下方式獲得(1)待測(cè)樣品的獲得取自上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室飲用水。(2)反應(yīng)底物膜片的制作包括反應(yīng)底物膜層和底物膜載片，底物膜載片要求有優(yōu)良的光線透射和反射功能，建議采用聚氯乙烯片，最佳厚度為80nm。反應(yīng)底物膜層即顯色劑的涂層。其基本制作方法為稱取吡咯烷二硫代甲酸0. OOlg溶于IOmL蒸餾水中，然后加入水溶性殼聚糖3g，硅膠5g充分進(jìn)行研磨，得到粘稠狀的成膜劑。最后用涂布器將制成的成膜劑在底物膜承載片上涂布成膜并烘干處理；，制成反應(yīng)底物膜片。(3)檢測(cè)試紙條的組裝將絕緣防水基片與蓋片對(duì)應(yīng)打好孔，孔徑為0. 3mm、后依次將反應(yīng)底物膜片、過濾層對(duì)齊放置于絕緣防水基片，邊緣用隔離片墊起，使試紙條厚度均勻，最后蓋好蓋片，與絕緣防水基片以雙面膠對(duì)應(yīng)粘好即制成試紙條，再用切割機(jī)將試紙條切割好后，裝于鋁箔袋內(nèi)封存以待備用。蓋片與絕緣防水基片在安裝前打好圓孔，且安裝后要對(duì)齊。(4)試紙條檢測(cè)飲用水中鉻的操作過程將制成的試紙條插入光電型傳感器的插孔中，按確定鍵進(jìn)行空白背景光檢測(cè)，等待屏幕上出現(xiàn)滴入待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)的字樣后滴入20 μ L的待測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)，60s后按確定鍵進(jìn)行下一步，后記錄屏幕上出現(xiàn)的光電強(qiáng)度值。(5)結(jié)果判定用光電型傳感器檢測(cè)銅鉻的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y = 64.42-0. 14Χ R =-0. 9987 (ρ < 0. 0001)，檢測(cè)限0. 0156mol/L，檢測(cè)時(shí)間3分鐘。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，該方法有望實(shí)現(xiàn)對(duì)飲水中銅的現(xiàn)場(chǎng)、快速檢測(cè)。(6)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)用光電型傳感器檢測(cè)50個(gè)已知濃度的標(biāo)樣，獲得回收率為96%， 又分別選取25個(gè)含有銅的標(biāo)樣，與25不含銅的標(biāo)樣進(jìn)行測(cè)試，得到準(zhǔn)確率為97%。由此可以看出，此方法的準(zhǔn)確性，和精確性尚可。如圖3所示，光從光源發(fā)出投射到試紙條的測(cè)試區(qū)后被反射，反射光由光轉(zhuǎn)頻率傳感器接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行傳輸，經(jīng)過單片計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理，最終顯示在顯示器上， 且電信號(hào)的強(qiáng)度與試紙條測(cè)試區(qū)的顏色深淺呈正比。即依此原理測(cè)定出樣品中銅的含量。實(shí)施例2(1)待測(cè)樣品的獲得同實(shí)施例1。(2)反應(yīng)底物膜片的制作包括反應(yīng)底物膜層和底物膜載片，底物膜載片要求有優(yōu)良的光線透射和反射功能，建議采用聚氯乙烯片，最佳厚度為80nm。反應(yīng)底物膜層即顯色劑的涂層。其基本制作方法為稱取吡咯烷二硫代甲酸0.005g溶于IOmL蒸餾水中，然后加入水溶性殼聚糖3g，硅膠5g充分進(jìn)行研磨，得到粘稠狀的成膜劑。最后用涂布器將制成的成膜劑在底物膜承載片上涂布成膜并烘干處理；，制成反應(yīng)底物膜片。(3)檢測(cè)試紙條的組裝實(shí)施過程同實(shí)施例1。(4)試紙條檢測(cè)飲用水中銅的操作過程同實(shí)施例1。(5)結(jié)果判定用光電型傳感器檢測(cè)鉻的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y = 664. 42-1. 499X R =-0. 9987 (ρ < 0. 0001)，檢測(cè)限0. 0156mol/L，檢測(cè)時(shí)間3分鐘。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，該方法有望實(shí)現(xiàn)對(duì)飲水中銅的現(xiàn)場(chǎng)、快速檢測(cè)。(6)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)用光電型傳感器檢測(cè)50個(gè)已知濃度的標(biāo)樣，獲得回收率為99%， 又分別選取25個(gè)含有銅的標(biāo)樣，與25不含銅的標(biāo)樣進(jìn)行測(cè)試，得到準(zhǔn)確率為99. 6%。由此可以看出，此方法的準(zhǔn)確性，和精確性良好。實(shí)施例3(1)待測(cè)樣品的獲得同實(shí)施例1。(2)反應(yīng)底物膜片的制作包括反應(yīng)底物膜層和底物膜載片，底物膜載片要求有優(yōu)良的光線透射和反射功能，建議采用聚氯乙烯片，最佳厚度為80nm。反應(yīng)底物膜層即顯色劑的涂層。其基本制作方法為稱取吡咯烷二硫代甲酸0. Olg溶于IOmL蒸餾水中，然后加入水溶性殼聚糖3g，硅膠5g充分進(jìn)行研磨，得到粘稠狀的成膜劑。最后用涂布器將制成的成膜劑在底物膜承載片上涂布成膜并烘干處理；，制成反應(yīng)底物膜片。(3)檢測(cè)試紙條的組裝實(shí)施過程同實(shí)施例1。(4)試紙條檢測(cè)飲用水中銅的操作過程同實(shí)施例1。
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(5)結(jié)果判定用光電型傳感器檢測(cè)銅的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y= 1664. 42-4. 99X R =-0. 99 (ρ < 0. 0001)，檢測(cè)限0. 0156mol/L，檢測(cè)時(shí)間3分鐘。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，該方法有望實(shí)現(xiàn)對(duì)飲水中銅的現(xiàn)場(chǎng)、快速檢測(cè)。(6)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)用光電型傳感器檢測(cè)50個(gè)已知濃度的標(biāo)樣，獲得回收率為99%， 又分別選取25個(gè)含有銅的標(biāo)樣，與25不含銅的標(biāo)樣進(jìn)行測(cè)試，得到準(zhǔn)確率為98. 9%。由此可以看出，此方法的準(zhǔn)確性，和精確性良好。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，其特征在于，包括絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層、隔離片和蓋片，其中絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層和蓋片從下而上依次設(shè)置，隔離片位于反應(yīng)底物膜片的邊緣兩側(cè)，蓋片與絕緣防水基片上設(shè)有定位孔且兩者正對(duì)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，其特征是，所述的蓋片與絕緣防水基片皆由PVC材料制成，寬度為2cm，且長(zhǎng)度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，其特征是，所述的反應(yīng)底物膜片由反應(yīng)底物膜層和透明的底物膜載片組成，通過將反應(yīng)底物，即成膜劑均勻粘附在透明的底物膜載片上制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，其特征是，所述的成膜劑的厚度為200 MOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條，其特征是，所述的過濾層是由不吸水、吸附力弱的玻璃纖維片組成，厚度0.5mm。
6.一種根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述試紙條的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步稱取吡咯烷二硫代甲酸溶于蒸餾水中；第二步加入水溶性殼聚糖和硅膠并充分研磨后得到粘稠狀的成膜劑；第三步將成膜劑在底物膜承載片上涂布成膜并烘干處理；第四步在絕緣防水基片中央打孔后分別將反應(yīng)底物膜片、過濾層、蓋片依次搭接粘貼在該絕緣防水基片上，并將蓋片與絕緣防水基片粘連整體固定，制成用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述試紙條的制備方法，其特征是，第一步中所述的吡咯烷二硫代甲酸的質(zhì)量百分比濃度為0. 1%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述試紙條的制備方法，其特征是，第二步中所述的水溶性殼聚糖和硅膠的用量分別為吡咯烷二硫代甲酸質(zhì)量的300-3000倍以及500-5000倍。
全文摘要
一種光電型傳感技術(shù)領(lǐng)域的用于測(cè)試飲用水中銅的試紙條及其制備方法，該試紙條包括絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層、隔離片和蓋片，絕緣防水基片、反應(yīng)底物膜片、過濾層和蓋片從下而上依次設(shè)置，隔離片位于反應(yīng)底物膜片的邊緣兩側(cè)，蓋片與絕緣防水基片上設(shè)有定位孔且兩者正對(duì)設(shè)置。本發(fā)明利用吡咯烷二硫代甲酸與銅絡(luò)合顯色的原理制成，該試紙條的檢測(cè)限低于0.1mol/L，檢測(cè)時(shí)間少于3分鐘。
文檔編號(hào)G01N21/78GK102156125SQ20101061824
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉國(guó)艷, 商璟, 張洪才, 柴春彥, 翁芝瑩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)