一種檢測水中氯離子濃度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測水中氯離子濃度的方法，具體涉及一種微流控紙芯片法檢測水中氯離子濃度，本方法使用的試劑為硫氰酸汞-甲醇溶液和硝酸鐵-濃硝酸溶液，通過繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用一定濃度范圍內(nèi)氯離子濃度與灰度值成正比關(guān)系擬合得到線性方程，本發(fā)明的方法僅需照相設(shè)備及電腦即可完成檢測，簡單方便。
【專利說明】一種檢測水中氯離子濃度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一種氯離子濃度的測試方法，具體涉及一種微流控法檢測水中氯離子濃度的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]微流控紙芯片(paper-based microfluidics),簡稱紙芯片，是以紙(如濾紙、色譜紙、硝酸纖維膜等)作為芯片主要制作材料，用一定的技術(shù)手段在紙芯片上形成親水和疏水相間的區(qū)域，形成紙通道，并集成了進(jìn)樣、分離、反應(yīng)、檢測等基本操作單元，以可控流體貫穿整個系統(tǒng)，實現(xiàn)常規(guī)實驗室的分析功能的一種芯片。自2007年初哈佛大學(xué)Martinez等首次提出該概念并依此制作出紙芯片以來，微流控紙芯片已成功應(yīng)用于醫(yī)療診斷、環(huán)境監(jiān)測、食品安全及營養(yǎng)監(jiān)測等領(lǐng)域，關(guān)于它的研究也受到越來越多的關(guān)注。同傳統(tǒng)的材料如有機硅片、有機玻璃等作為芯片的基本材料相比，微流控紙芯片有其獨特而又極具吸引力的優(yōu)點，如:它的成本低、可再生、易處理、來源豐富，不僅如此，微流控紙芯片的制作方法也非常簡單。
[0003]關(guān)于氯離子的檢測，現(xiàn)有技術(shù)中有摩爾法、電位滴定法、汞鹽滴定法、PCl電極法、共沉淀富集分光光度法、離子色譜法等多種方法，然而這些方法不僅復(fù)雜繁瑣，還經(jīng)常使用諸如紫外分光光度計等儀器，成本較高。本發(fā)明將微流控測試方法引入氯離子的檢測，不僅方便快捷，而且微流控紙芯片的使用也將大大節(jié)約檢測成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡單、成本低的檢測水中氯離子濃度的方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種檢測水中氯離子濃度的方法，包括以下步驟:
(1)制備檢測所需要的微流控紙芯片，制備檢測所需要的微流控紙芯片，所述微流控紙芯片包括親水區(qū)和疏水區(qū)，所述親水區(qū)設(shè)有若干液體入口及一個反應(yīng)顯色區(qū)
(2)配制硫氰酸汞的甲醇溶液及硝酸鐵-濃硝酸溶液；
(3)分別配制濃度為0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0 mg/L, 3.0 mg/L 和5.0 mg/L的氯化鈉水溶液；
(4)分別將所述的氯化鈉水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸鐵-濃硝酸溶液同時加入步驟(I)中的微流控紙芯片各個液體入口中，等待所述微流控紙芯片反應(yīng)顯色區(qū)反應(yīng)3-5分鐘；
(5)待步驟(4)中的反應(yīng)顯色區(qū)顯色后，用相機對步驟(4)中的顯色反應(yīng)區(qū)進(jìn)行拍攝；
(6)將步驟(5)中拍攝的照片傳入電腦中，用圖像分析軟件將所述反應(yīng)區(qū)域中的圖像信號轉(zhuǎn)化為灰度值信號；
(7)利用步驟(6)中的灰度值信號繪制氯離子濃度、灰度值標(biāo)準(zhǔn)曲線，以氯離子濃度為橫坐標(biāo)，灰度值為縱坐標(biāo)，擬合得到的線性方程為:y=27.4x+27.4，R2為0.997， (8)用待測水樣替換步驟(4)中的氯化鈉水溶液，重復(fù)步驟(4)- (7)，將得到的所述待測樣的灰度值帶入步驟(7)中的線性方程，得到待測水樣濃度。
[0006]進(jìn)一步地，所述步驟(1)中的微流控紙芯片為普通濾紙型芯片；
進(jìn)一步地，所述步驟(1)中的微流控紙芯片的制作方法為噴蠟打印法，依次包括步驟:紙芯片圖樣設(shè)計、噴蠟打印、烘烤滲透。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟(2)氰酸汞的甲醇溶液濃度為質(zhì)量濃度為:0.4%。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟(2)硝酸鐵-濃硝酸溶液濃度為:0.30mol/L-5.0mol/L。
[0009]進(jìn)一步地，所述微流控紙芯片表面包裹一層疏水性透明膜。
[0010]有現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:
(1)本發(fā)明提供的一種檢測水中氯離子濃度的方法所需儀器少，成本低，方便快捷；
(2)微流控紙芯片的使用不僅環(huán)保而且廉價易得，制作簡單；
(3)利用相機、電腦即可獲得檢測氯離子濃度的必要數(shù)據(jù):灰度值，所需設(shè)備容易獲得。
[0011](4)微流控紙芯片表面包裹一層疏水性透明膜可減少液體的揮發(fā)，提高檢測精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實施例中的微流控紙芯片示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例中的標(biāo)準(zhǔn)曲線及擬合的線性方程。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0014]生活生產(chǎn)中水中的氯離子過多不僅會腐蝕管道，造成損失，而且生活用水中氯離子含量過多還會損害人體健康，本發(fā)明提供了一種簡單方便的檢測水中氯離子濃度的方法，以下為本實施例中檢測水中氯離子的方法，步驟為:
(1)制備檢測所需要的微流控紙芯片1 ;該紙芯片為普通濾紙型紙芯片，該微流控紙芯片包括疏水區(qū)和親水區(qū)，所述親水區(qū)設(shè)有若干液體入口及一個反應(yīng)顯色區(qū)；制作方法為噴蠟打印法，包括紙芯片圖樣設(shè)計，該設(shè)計可用電腦繪圖軟件設(shè)計；噴蠟打印；烘烤滲透，烘烤條件為100°c，5-10min ;冷卻至室溫時備用，為了減少液體在流動過程中的損耗，該微流控紙芯片表面包裹一層透明疏水膜，疏水膜上設(shè)有與微流控紙芯片親水區(qū)液體入口相對應(yīng)的液體入口，關(guān)于制作所述微流控紙芯片的更詳細(xì)的步驟，參考現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本實施例中的微流控紙芯片1示意圖如圖1所示，其中2為硫氰酸汞-甲醇溶液進(jìn)樣口，3為硝酸鐵-濃硝酸溶液進(jìn)樣口，4為待測水樣進(jìn)樣口，5為反應(yīng)顯色區(qū)。
[0015](2)配制質(zhì)量濃度為4%的硫氰酸汞-甲醇溶液、物質(zhì)的量濃度為0.30mol/L-5.0mol/L 的硝酸鐵 _ 濃硝酸溶液，及濃度為 0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0mg/L, 3.0 mg/L, 5.0 mg/L的氯化鈉水溶液；溶液配制方法為教科書或其他文獻(xiàn)中公開的方法，此處僅做簡要介紹:
本發(fā)明所述的硫氰酸汞的甲醇溶液是由硫氰酸汞溶質(zhì)及無水甲醇溶劑配制而成，硝酸鐵-濃硝酸溶液配制方法為:先將一定量的硝酸鐵溶液溶解在濃硝酸溶液中，然后再加入一定量的蒸餾水稀釋，所以所述硝酸鐵-濃硝酸濃度指的是硝酸鐵的水溶液濃度及硝酸的水溶液濃度。
[0016](3)分別將所述的氯化鈉水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸鐵-濃硝酸溶液同時加入步驟(I)中的微流控紙芯片各個液體入口中，等待所述微流控紙芯片反應(yīng)顯色區(qū)反應(yīng)3-5分鐘；
(4)待步驟(4)中的反應(yīng)顯色區(qū)顯色后，用相機對步驟(3)中的反應(yīng)顯色區(qū)進(jìn)行拍攝；該處使用的是相機，普通拍照手機或其他拍照設(shè)備也可使用；
(5)將步驟(4)中拍攝的照片傳入電腦中，用圖像分析軟件將所述反應(yīng)顯色區(qū)中的圖像信號轉(zhuǎn)化為灰度值信號；
(6)利用步驟(5)中的灰度值信號繪制氯離子濃度、灰度值標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖2所示，實驗發(fā)現(xiàn)氯離子濃度為0-20mg/L時，灰度與濃度成正比關(guān)系，以氯離子濃度為橫坐標(biāo)，灰度值為縱坐標(biāo)，擬合得到的線性方程為:y=27.4x+27.4，R2為0.997 ；
(7)用待測水樣替換步驟(4)中的氯化鈉水溶液，重復(fù)步驟(4)-(6)，將得到的所述待測樣的灰度值帶入步驟(7)中的線性方程，得到待測水樣濃度。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)制備檢測所需要的微流控紙芯片，所述微流控紙芯片包括親水區(qū)和疏水區(qū)，所述親水區(qū)設(shè)有若干液體入口及一個反應(yīng)顯色區(qū)； (2)配制硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸鐵-濃硝酸溶液；
(3)分別配制濃度為0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0 mg/L, 3.0 mg/L, 5.0mg/L的氯化鈉水溶液； (4)分別將所述的氯化鈉水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸鐵-濃硝酸溶液同時加入步驟(1)中的微流控紙芯片各個液體入口中，等待所述微流控紙芯片反應(yīng)顯色區(qū)反應(yīng)3-5分鐘； (5)待步驟(4)中的反應(yīng)顯色區(qū)顯色后，用相機對所述反應(yīng)顯色區(qū)進(jìn)行拍攝； (6)將步驟(5)中拍攝的照片傳入電腦中，用圖像分析軟件將所述顯色反應(yīng)區(qū)中的圖像信號轉(zhuǎn)化為灰度值信號； (7)利用步驟(6)中的灰度值信號繪制氯離子濃度、灰度值標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中，氯離子濃度為橫坐標(biāo)，灰度值為縱坐標(biāo)，擬合得到的線性方程為:y=27.4x+27.4，R2為0.997 ； (8)用待測水樣替換步驟(4)中的氯化鈉水溶液，重復(fù)步驟(4)-(7)，將得到的所述待測樣的灰度值帶入步驟(7)中的線性方程，得到待測水樣濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的微流控紙芯片為普通濾紙型芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的微流控紙芯片的制作方法為噴蠟打印法，依次包括步驟:紙芯片圖樣設(shè)計、噴蠟打印、烘烤滲透。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，所述步驟(2)氰酸汞-甲醇溶液濃度為質(zhì)量濃度為:0.4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，所述步驟(2)硝酸鐵-濃硝酸溶液濃度為:0.30mol/L-5.0mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種檢測水中氯離子濃度的方法，其特征在于，所述微流控紙芯片表面包裹一層疏水性透明膜。
【文檔編號】G01N21/78GK104502332SQ201410733773
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】趙昌平, 吳淼淼 申請人:蘇州國環(huán)環(huán)境檢測有限公司