專利名稱：甲醛快速檢測(cè)裝置及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于毒性物質(zhì)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種簡(jiǎn)便、快速、現(xiàn)場(chǎng)半定量檢測(cè)食品、水質(zhì)、空氣中甲醛的試紙片及試紙片的制作方法。
背景技術(shù)：
甲醛是一種無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，化學(xué)式為HCH0，易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。甲醛易溶于水和乙醇，35 40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。甲醛分子中有醛基生縮聚反應(yīng)，得到酚醛樹脂(電木)。甲醛是一種重要的有機(jī)原料，主要用于塑料工業(yè)(如制酚醛樹脂、脲醛塑料-電玉)、合成纖維(如合成維尼綸-聚乙烯醇縮甲醛)、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、染料等，也可用作消毒、防腐和熏蒸劑。甲醛為較高毒性的物質(zhì)，在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上高居第二位。已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。低濃度甲醛有刺激性臭味，甲醛暴露可刺激眼和上呼吸道粘膜并引起各種癥狀。這些刺激引起的癥狀有流淚、打噴嚏、咳嗽，甚至出現(xiàn)結(jié)膜炎、咽喉炎、支氣管痙攣等。當(dāng)室內(nèi)含量為0. lmg/L時(shí)就有異味和不適感；0. 5mg/L可刺激眼睛引起流淚；0. 66mg/L時(shí)引起咽喉不適或疼痛；濃度再高可引起惡心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當(dāng)空氣中達(dá)到30mg/L 時(shí)可當(dāng)即導(dǎo)致死亡。食入甲醛可產(chǎn)生消化道粘膜刺激、壞死，出現(xiàn)惡心、嘔吐、休克，還可發(fā)生腎功能損害，出現(xiàn)排尿困難、無(wú)尿或血尿。通常認(rèn)為口服甲醛的致死量為3. 5-5. 25mg/m3。 國(guó)家衛(wèi)生部明確規(guī)定禁止使用甲醛或甲醛化合物作為食品添加劑使用。如果在食品中檢出自然生成的甲醛，其含量也必須低于食品的本底值。然而近年來(lái)，居室、紡織品、食品中甲醛超標(biāo)等安全事故頻頻發(fā)生，日益嚴(yán)重。許多不法商販在一些食品生產(chǎn)加工過程中加入甲醛或甲醛 次硫酸氫鈉(吊白塊)，以增加產(chǎn)量或改善外觀、口感等。而室內(nèi)空氣中的甲醛主要來(lái)源于用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材，由于目前生產(chǎn)裝飾板使用的膠粘劑以脲醛樹脂為主，板材中殘留的和未參與反應(yīng)的甲醛會(huì)逐漸向周圍環(huán)境釋放，是形成室內(nèi)空氣中甲醛的主體。甲醛的檢測(cè)方法常用化學(xué)方法和儀器檢測(cè)方法。但由于其檢測(cè)方法費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，需專業(yè)人員操作，成本高，難以直接用于甲醛現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，難以滿足市場(chǎng)需求和普及，缺乏實(shí)用性，應(yīng)用范圍受到一定限制。在食品檢驗(yàn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中急需一種檢測(cè)靈敏、 準(zhǔn)確、快速、價(jià)格低廉的方法。目前，甲醛快速檢測(cè)方法已有專利申請(qǐng)，發(fā)明專利申請(qǐng) 200910009241. 1 “空氣中甲醛的測(cè)定方法”是一種甲醛測(cè)定儀，由三角支撐架、空氣采樣器、 氣泡吸收瓶、氣泡吸收瓶U型支撐架、安全瓶、采樣器、采氣軟管等組成。實(shí)驗(yàn)過程中加入試劑時(shí)還需要移液管等實(shí)驗(yàn)用具。檢測(cè)步驟包括采集樣品、零點(diǎn)標(biāo)定、測(cè)定樣品等。其檢測(cè)出的數(shù)值準(zhǔn)確度較高，但對(duì)操作人員有一定的技術(shù)要求，整個(gè)檢測(cè)過程需要一個(gè)小時(shí)，操作較繁瑣，實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液容易造成二次污染。專利申請(qǐng)200410018305. 1是一種空氣中甲醛快速測(cè)定試劑瓶，包括試劑瓶、甲醛檢測(cè)藥劑、充氣注射器、曝氣管幾個(gè)部分。根據(jù)試劑瓶中顯色劑的顏色變化與色階卡比較判定甲醛的濃度。專利申請(qǐng)99117400. 3 “用于檢測(cè)甲醛、甲醇成分的試紙、試液及檢測(cè)方法”其原理是甲醛與希夫試劑或班乃狄克試劑反應(yīng)。專利申請(qǐng)201010039606. 8是一種衍生提取法測(cè)定食品中甲醛的方法，應(yīng)用液相色譜法測(cè)定食品中甲醛的含量。操作繁瑣，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)。不適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。專利申請(qǐng)200610124302. 5 是一種水產(chǎn)品中甲醛含量快速檢測(cè)試紙，其原理是利用甲醛與乙酰丙酮及氨生成黃色化合物二乙?；浔R剔啶后比色判定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種簡(jiǎn)便、快速、直觀、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的甲醛的檢測(cè)裝置及其制作方法；應(yīng)用廣泛，甚至在每個(gè)家庭中，每一位居民都可以自行檢測(cè)居室內(nèi)空氣、紡織品、食品中的甲醛含量。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種快速測(cè)定食品、飲品和空氣中甲醛的裝置，由試紙片、顯色劑和色階卡組成。通過顯色劑顏色變化來(lái)判定甲醛的濃度。其原理是甲醛與4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂(AHMT)在堿性條件下縮合，然后經(jīng)高碘酸鉀氧化成6-巰基-5-三氮雜茂W，3-b]-S-四氮雜苯紫紅色化合物，其色澤深淺與甲醛含量成正比。具體的技術(shù)方案如下?！N甲醛快速檢測(cè)裝置，其組成包括試紙片、顯色劑和色階卡，其特征在于，所述的試紙片，是經(jīng)氫氧化鈉和高碘酸鉀組成的水溶液浸潤(rùn)后取出烘干剪裁的白色試紙，密封包裝；所述的顯色劑，是4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂(AHMT)溶于鹽酸中得到的溶液；所述的色階卡，是與甲醛濃度大小相對(duì)應(yīng)的順序排列的白色、淡紫色、淺紫色、紫色和深紫色五種色系的色階卡。在色階卡的每一色系下都標(biāo)明相對(duì)應(yīng)的甲醛濃度。顯色液和色階卡可以共同封裝在包裝袋內(nèi)。為了使用、保管、運(yùn)輸、銷售更加方便，本發(fā)明的試紙片1可以裝在試紙片定位器 2內(nèi)；所述的試紙片定位器2是正面開孔背面開有凹槽的板，孔的位置在凹槽底部的中央， 凹槽中裝入試紙片1后用后蓋4扣合；所述的后蓋4，尺寸與凹槽相同以便緊密扣合在凹槽內(nèi)。在安裝了試紙片1和后蓋4的試紙片定位器2外面可以套裝紙片保護(hù)蓋5。為使試紙片和色階卡比色判定方便、清楚、準(zhǔn)確，所述的后蓋4，與試紙片1接觸的平面是白色的；或在后蓋4與試紙片1之間加裝白色的底板3 ；所述的色階卡，白色、淡紫色、淺紫色、紫色和深紫色對(duì)應(yīng)的甲醛濃度分別是0、10、30、50和IOOppm或0、0. U0. 3,0. 5 或1. Omg/m3，各色系位置的中心開洞，洞的尺度小于或等于試紙片定位器2正面孔的尺度。本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法，是以體積比為5 1的NaOH溶液和KIO4 溶液為原料配制試紙底液，其中NaOH溶液的濃度為lmol/L 10mol/L，KI04溶液按質(zhì)量計(jì)的濃度為0. 5 % 5 % ；選用白色甲醛含量為0的試紙，在試紙底液中浸泡3 30分鐘，烘干裁剪制成試紙片密封包裝；將4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂(AHMT)溶于鹽酸得到顯色劑，裝袋密封，其中鹽酸按質(zhì)量計(jì)的濃度為20%，每升鹽酸中溶解4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂8 12克；配制濃度分別為0、10、30、50和IOOppm的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，在顯色時(shí)間3 5分鐘條件下標(biāo)定色系制成色階卡，或準(zhǔn)備甲醛氣體濃度為0、0. 1、 0. 3、0. 5或1. Omg/m3的模擬實(shí)驗(yàn)室，在顯色時(shí)間為8 12分鐘條件下標(biāo)定色系制成色階卡。
甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法中的NaOH溶液的濃度優(yōu)選3mol/L 8mol/L，KIO4 溶液按質(zhì)量計(jì)的濃度優(yōu)選1% 3%。甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法中優(yōu)選的顯色時(shí)間是甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液3分鐘(用于食品和水質(zhì)檢測(cè))，氣體模擬實(shí)驗(yàn)室為10分鐘(用于空氣檢測(cè))。上述的裁剪制成試紙片密封包裝，是剪裁成與試紙片定位器2背面凹槽相適應(yīng)的大小，裝入凹槽加扣后蓋4再密封包裝，或是剪裁成與試紙片定位器2背面凹槽相適應(yīng)的大小，在凹槽內(nèi)順序裝入試紙片1、底板3加扣后蓋4，再密封包裝。本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置的用途，用于檢測(cè)食品、水質(zhì)或空氣中甲醛含量。用于食品檢測(cè)時(shí)，將食品按每克固態(tài)物加純凈水定容至3 SmL(視情況而定，為計(jì)算方便一般定容至5毫升)，沸水浴條件下浸泡20分鐘，得到浸泡液；在試紙片1上滴加1滴顯色劑，試紙片1略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)再將食品浸泡液滴到試紙片1上，經(jīng)過 3 5分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定；最后將比色結(jié)果乘以浸泡液定容的毫升數(shù)得到食品中以PPm為單位的甲醛含量。用于水質(zhì)檢測(cè)時(shí)，在試紙片1上滴加1滴顯色劑，試紙片1略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)再將水滴到試紙片1上，經(jīng)過3 5分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定，直接得到水中以ppm 為單位的甲醛含量。用于氣體檢測(cè)時(shí)，在試紙片1上滴加1滴顯色劑，試紙片1略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)，將試紙片1放置于待檢測(cè)空間中開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過8 12分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定，直接得到氣體中以mg/m3為單位的甲醛含量。本發(fā)明制成的甲醛快速檢測(cè)裝置，檢測(cè)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，使用方便安全， 將常規(guī)甲醛檢測(cè)方法的多個(gè)步驟集中于一個(gè)試紙片上，不需要大型儀器。本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置，適用于食品、水質(zhì)(包括白色或無(wú)色飲品)、空氣中甲醛含量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，具有簡(jiǎn)便、快速、直觀、準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)、各類人群都能自行使用等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明食品浸泡液用的甲醛色階卡。圖2為本發(fā)明空氣檢測(cè)用的色階卡。圖3為本發(fā)明甲醛快速檢測(cè)裝置中試紙片定位器2的主視示意圖。圖4為本發(fā)明甲醛快速檢測(cè)裝置中試紙片定位器2的后視示意圖。圖5為圖3的A-A剖面圖。圖6為本發(fā)明甲醛快速檢測(cè)裝置組裝后的整體剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 結(jié)合

本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置的組成。圖3 6中，1為試紙片；2為試紙片定位器，可以是長(zhǎng)方體的形狀，在上半部分的正面開有圓形的孔(如圖3、5)，與圓形的孔相對(duì)的背面有凹槽用于放置試紙片1(如圖4、 5)，下半部分可以用作手柄；4為后蓋，能夠扣合在試紙片定位器2背面的凹槽上，以固定試紙片1 ；5為紙片保護(hù)蓋，能夠套蓋在試紙片定位器2上保護(hù)試紙片1。3為底板，可以使用白色的PVC板，在試紙片定位器2的凹槽內(nèi)裝入試紙片1后裝入底板3，再用后蓋4扣緊，使試紙片1具有白色背景。前述的組成組裝后(如圖6)立即密封包裝。此外，本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置的組成還有顯色劑和色階卡，以及使用說(shuō)明書， 主要說(shuō)明滴加顯色劑后需要經(jīng)過多長(zhǎng)的顯色時(shí)間進(jìn)行比色判定。實(shí)施例2:進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法。在制作試紙片1時(shí)，配制試紙底液的最佳條件是=NaOH溶液的濃度為3mol/L 8!1101/1，1(104溶液按質(zhì)量計(jì)的濃度為 3%。二者用量比例按體積計(jì)為5 1。在制作色階卡時(shí)，使用了精確度較高的甲醛含量測(cè)定儀器，如GDYQ-401M四合一食品安全快速測(cè)定儀。在制作食品中甲醛含量的色階卡時(shí)，規(guī)定待測(cè)液體滴加到試紙片上后的顯色時(shí)間為3 5分鐘，在3 5分鐘范圍內(nèi)的選定時(shí)刻得到的色系作為色階卡的標(biāo)準(zhǔn)顏色。在制作空氣中甲醛含量的色階卡時(shí)，規(guī)定顯色劑滴加到試紙片上后的顯色時(shí)間為 8 12分鐘，在8 12分鐘范圍內(nèi)的選定時(shí)刻得到的色系作為色階卡的標(biāo)準(zhǔn)顏色。由于該反應(yīng)的顏色隨時(shí)間逐漸加深，要求使用時(shí)和制作色階卡時(shí)的顯色時(shí)間相一致，在使用說(shuō)明書中相應(yīng)的注明顯色劑滴加到試紙片上后經(jīng)過3 5分鐘范圍內(nèi)的選定時(shí)間進(jìn)行比色判定；同樣，在使用說(shuō)明書中相應(yīng)的注明顯色劑滴加到試紙片上在空氣中放置8 12分鐘范圍內(nèi)的選定時(shí)間進(jìn)行比色判定。實(shí)施例3 食品中甲醛含量的測(cè)定用上述方法制備的甲醛試紙片來(lái)檢測(cè)一批已事先添加不同濃度甲醛的腐竹或豆栢，以此來(lái)判斷甲醛快速檢測(cè)裝置的實(shí)用性。固體食品中甲醛含量的檢測(cè)方法也是如此過程。將添加不同濃度甲醛的腐竹或豆栢加純凈水浸泡20分鐘得到食品浸泡液；將包裝袋打開，取出試紙片，垂直滴加1滴顯色劑于試紙片上，略顯黃色，待顏色消失時(shí)再將食品浸泡液滴到試紙片上經(jīng)過3分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定。然后將比色結(jié)果乘以稀釋倍數(shù)(一般稀釋5倍，即，按每克腐竹或豆栢加純凈水定容至5mL)就是食品中甲醛的含量。檢測(cè)結(jié)果見表1。當(dāng)浸泡液中甲醛的濃度大于IOppm時(shí)，試紙片顯淡紫色。大于30ppm時(shí)顯淺紫色，大于50ppm時(shí)顯紫色，大于IOOppm時(shí)，紫色較深。表 權(quán)利要求
1.一種甲醛快速檢測(cè)裝置，其組成包括試紙片(1)、顯色劑和色階卡，其特征在于，所述的試紙片(1)，是經(jīng)氫氧化鈉和高碘酸鉀組成的水溶液浸潤(rùn)后取出烘干剪裁的白色試紙， 密封包裝；所述的顯色劑，是4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂溶于鹽酸中得到的溶液；所述的色階卡，是與甲醛濃度大小相對(duì)應(yīng)的順序排列的白色、淡紫色、淺紫色、紫色和深紫色五種色系的色階卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛快速檢測(cè)裝置，其特征在于，試紙片(1)裝在試紙片定位器(2)內(nèi)；所述的試紙片定位器(2)是正面開孔背面開有凹槽的板，孔的位置在凹槽底部的中央，凹槽中裝入試紙片(1)后用后蓋(4)扣合；所述的后蓋G)，尺寸與凹槽相同以便緊密扣合在凹槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醛快速檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的后蓋，與試紙片⑴接觸的平面是白色的；或在后蓋⑷與試紙片(1)之間加裝白色的底板⑶；所述的色階卡，白色、淡紫色、淺紫色、紫色和深紫色對(duì)應(yīng)的甲醛濃度分別是0、10、30、50和 IOOppm或0、0. 1,0. 3,0. 5或1. Omg/m3，各色系位置的中心開洞，洞的尺度小于或等于試紙片定位器(2)正面孔的尺度。
4.一種權(quán)利要求1的甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法，以體積比為5 1的NaOH溶液和KIO4溶液為原料配制試紙底液，其中NaOH溶液的濃度為lmol/L 10mol/L，KI04溶液按質(zhì)量計(jì)的濃度為0. 5% 5%;選用白色甲醛含量為0的試紙，在試紙底液中浸泡3 30分鐘，烘干裁剪制成試紙片密封包裝；將4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂溶于鹽酸得到顯色劑，裝袋密封，其中鹽酸按質(zhì)量計(jì)的濃度為20%，每升鹽酸中溶解4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂8 12克；配制濃度分別為0、10、30、50和IOOppm的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，在顯色時(shí)間3 5分鐘條件下標(biāo)定色系制成色階卡，或準(zhǔn)備甲醛氣體濃度為0、0. 1、 0. 3、0. 5或1. Omg/m3的模擬實(shí)驗(yàn)室，在顯色時(shí)間為8 12分鐘條件下標(biāo)定色系制成色階卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法，其特征在于，所述的裁剪制成試紙片密封包裝，是剪裁成與試紙片定位器( 背面凹槽相適應(yīng)的大小，裝入凹槽加扣后蓋(4)再密封包裝，或是剪裁成與試紙片定位器( 背面凹槽相適應(yīng)的大小，在凹槽內(nèi)順序裝入試紙片(1)、底板C3)加扣后蓋G)，再密封包裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的甲醛快速檢測(cè)裝置的制作方法，其特征在于，所述的配制試紙底液，其中的NaOH溶液的濃度為3mol/L 5!1101/1，1(104溶液按質(zhì)量計(jì)的濃度為 3 % ο
7.一種權(quán)利要求1的甲醛快速檢測(cè)裝置的用途，用于檢測(cè)食品、飲品或空氣中甲醛含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的甲醛快速檢測(cè)裝置的用途，其特征在于，用于食品檢測(cè)時(shí)，將食品按每克固態(tài)物加純凈水定容至3 8mL，沸水浴條件下浸泡20分鐘，得到浸泡液；在試紙片(1)上滴加1滴顯色劑，試紙片(1)略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)再將食品浸泡液滴到試紙片(1)上，經(jīng)過3 5分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定；最后將比色結(jié)果乘以浸泡液定容的毫升數(shù)得到食品中以PPm為單位的甲醛含量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的甲醛快速檢測(cè)裝置的用途，其特征在于，用于水質(zhì)檢測(cè)時(shí)，在試紙片(1)上滴加1滴顯色劑，試紙片(1)略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)再將水滴到試紙片 ⑴上，經(jīng)過3 5分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定，直接得到水中以ppm為單位的甲醛含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的甲醛快速檢測(cè)裝置的用途，其特征在于，用于氣體檢測(cè)時(shí)， 在試紙片(1)上滴加1滴顯色劑，試紙片(1)略顯黃色，待黃顏色消失時(shí)，將試紙片(1)放置于待檢測(cè)空間中開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過8 12分鐘時(shí)間，和色階卡比色判定，直接得到氣體中以 mg/m3為單位的甲醛含量。
全文摘要
本發(fā)明的甲醛快速檢測(cè)裝置及其制作方法屬于毒性物質(zhì)檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。甲醛快速檢測(cè)裝置的組成包括試紙片、顯色劑和色階卡；試紙片是經(jīng)氫氧化鈉和高碘酸鉀組成的水溶液浸潤(rùn)后取出烘干的白色試紙，顯色劑是4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂溶于鹽酸中得到的溶液；試紙片(1)可以裝在正面開孔背面開凹槽的試紙片定位器(2)內(nèi)，凹槽用后蓋(4)扣合；在試紙片(1)和后蓋(4)間加裝白色底板(3)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏，價(jià)格低廉，使用方便安全，具有簡(jiǎn)便、快速、直觀、準(zhǔn)確、實(shí)用、各類人群都能自行使用等特點(diǎn)，適用于食品、水質(zhì)、空氣中甲醛含量的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/78GK102262088SQ20111010893
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者于愛民, 孫穎, 宋丹, 宋大千, 高德江 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)