CN102156125A

CN102156125A - 用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法

Info

Publication number: CN102156125A
Application number: CN2010106182467A
Authority: CN
Inventors: 刘国艳; 柴春彦; 商璟; 翁芝莹; 张洪才
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-17

Abstract

一种光电型传感技术领域的用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法，该试纸条包括：绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层、隔离片和盖片，绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层和盖片从下而上依次设置，隔离片位于反应底物膜片的边缘两侧，盖片与绝缘防水基片上设有定位孔且两者正对设置。本发明利用吡咯烷二硫代甲酸与铜络合显色的原理制成，该试纸条的检测限低于0.1mol/L，检测时间少于3分钟。

Description

用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种光电型传感技术领域的试纸条及其制备方法，具体是一种用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法。

背景技术

铜是生物生长所必须的元素，但是过量就会导致重金属中毒，由于含铜工业冶金废水的排放、高铜猪饲料的喂养导致周围环境被高铜污染，从而影响到居民的用水安全，及食品安全，而长期接触高浓度的铜会对人体造成严重的毒害作用。测铜的常用方法有原子吸收光谱法、分光光度法，此种方法测铜精确、准确，但是在应用中有一定的局限性如：样品前处理复杂、检测时间长、需要大型仪器及不能实现现场检测。而传感器检测技术具有检测迅速、简便、容易携带、可实现现场检测等优点，从而可以弥补原子吸收法的不足，本实验拟建立一种检测铜的光电型传感器方法，以期实现铜的现场、快速检测。

经对已有相关文献和专利的检索发现，中国专利申请号(专利)号为200510044326.5名称为“铜离子检测用长周期光纤光栅的制备方法”。该技术运用长周期光纤光栅对铜进行检测，该方法需要光纤光栅敏感膜，且检测后需清洗，不能实现铜的经济、快速检测。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于测试饮用水中铜的试纸条及其制备方法，利用吡咯烷二硫代甲酸与铜络合显色的原理制成，该试纸条的检测限低于0.1mol/L，检测时间少于3分钟。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于测试饮用水中铜的试纸条，包括：绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层、隔离片和盖片，其中：绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层和盖片从下而上依次设置，隔离片位于反应底物膜片的边缘两侧，盖片与绝缘防水基片上设有定位孔且两者正对设置。

所述的盖片与绝缘防水基片皆由PVC材料制成，宽度为2cm，且长度相同。

所述的反应底物膜片由反应底物膜层和透明的底物膜载片组成，通过将反应底物，即成膜剂均匀粘附在透明的底物膜载片上制成。

所述的成膜剂的厚度为200～240nm。

所述的过滤层是由不吸水、吸附力弱的玻璃纤维片组成，厚度0.5mm。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及上述试纸条的制备方法，包括以下步骤：

第一步：称取吡咯烷二硫代甲酸溶于蒸馏水中；

所述的吡咯烷二硫代甲酸的质量百分比浓度为0.1％～1％。

第二步：加入水溶性壳聚糖和硅胶并充分研磨后得到粘稠状的成膜剂。

所述的水溶性壳聚糖和硅胶的用量分别为吡咯烷二硫代甲酸质量的300-3000倍以及500-5000倍。

第三步：将成膜剂在底物膜承载片上涂布成膜并烘干处理。

第四步：在绝缘防水基片中央打孔后分别将反应底物膜片、过滤层、盖片依次搭接粘贴在该绝缘防水基片上，并将盖片与绝缘防水基片粘连整体固定，制成用于测试饮用水中铜的试纸条。

本发明操作方法为：将制成的试纸条插入光电型传感器的插孔中，按确定键进行空白背景光检测，等待屏幕上出现：滴入待测样品进行检测的字样后滴入20μL的待测样品进行检测，120s后按确定键进行下一步，后记录屏幕上出现的光电强度值。

本发明的有优点在于：所述仪器携带方便、样品处理时间短、检测时间短、并且采用机械涂膜技术，用此方法制的膜出厚度均一，检测反应速度快，能够使整个试条的生产进一步简化，提高生产效率，降低生产成本，并且大大缩短样品处理时间，能够达到样品的现场快速检测的要求

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明横向剖面图。

图3为实施例使用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括：依次设置的绝缘防水基片1、反应底物膜片2、过滤层3、隔离片4和盖片5，其中：绝缘防水基片1和盖片5叠合后采用机械冲压打孔法打孔，孔径0.3mm，孔壁距离基片边缘2mm，要求孔壁光滑，无毛刺，这样能降低加样时孔壁的吸附效应，使样品在加样孔均匀分布，打孔位置要与检测设备接口相配，盖片5上圆孔为加样孔，基片1上圆孔为测试孔。绝缘防水基片采用PVC材料。

本实验实施例通过一下方式获得：

(1)待测样品的获得：取自上海交通大学实验室饮用水。

(2)反应底物膜片的制作：包括反应底物膜层和底物膜载片，底物膜载片要求有优良的光线透射和反射功能，建议采用聚氯乙烯片，最佳厚度为80nm。反应底物膜层即显色剂的涂层。其基本制作方法为称取吡咯烷二硫代甲酸0.001g溶于10mL蒸馏水中，然后加入水溶性壳聚糖3g，硅胶5g充分进行研磨，得到粘稠状的成膜剂。最后用涂布器将制成的成膜剂在底物膜承载片上涂布成膜并烘干处理；，制成反应底物膜片。

(3)检测试纸条的组装：将绝缘防水基片与盖片对应打好孔，孔径为0.3mm、后依次将反应底物膜片、过滤层对齐放置于绝缘防水基片，边缘用隔离片垫起，使试纸条厚度均匀，最后盖好盖片，与绝缘防水基片以双面胶对应粘好即制成试纸条，再用切割机将试纸条切割好后，装于铝箔袋内封存以待备用。盖片与绝缘防水基片在安装前打好圆孔，且安装后要对齐。

(4)试纸条检测饮用水中铬的操作过程：将制成的试纸条插入光电型传感器的插孔中，按确定键进行空白背景光检测，等待屏幕上出现：滴入待测样品进行检测的字样后滴入20μL的待测样品进行检测，60s后按确定键进行下一步，后记录屏幕上出现的光电强度值。

(5)结果判定：用光电型传感器检测铜铬的标准曲线为Y＝64.42-0.14X R＝-0.9987(p＜0.0001)，检测限0.0156mol/L，检测时间3分钟。经过进一步优化，该方法有望实现对饮水中铜的现场、快速检测。

(6)重复性实验：用光电型传感器检测50个已知浓度的标样，获得回收率为96％，又分别选取25个含有铜的标样，与25不含铜的标样进行测试，得到准确率为97％。由此可以看出，此方法的准确性，和精确性尚可。

如图3所示，光从光源发出投射到试纸条的测试区后被反射，反射光由光转频率传感器接收并转换为电信号进行传输，经过单片计算机的数据处理，最终显示在显示器上，且电信号的强度与试纸条测试区的颜色深浅呈正比。即依此原理测定出样品中铜的含量。

实施例2

(1)待测样品的获得：同实施例1。

(2)反应底物膜片的制作：包括反应底物膜层和底物膜载片，底物膜载片要求有优良的光线透射和反射功能，建议采用聚氯乙烯片，最佳厚度为80nm。反应底物膜层即显色剂的涂层。其基本制作方法为称取吡咯烷二硫代甲酸0.005g溶于10mL蒸馏水中，然后加入水溶性壳聚糖3g，硅胶5g充分进行研磨，得到粘稠状的成膜剂。最后用涂布器将制成的成膜剂在底物膜承载片上涂布成膜并烘干处理；，制成反应底物膜片。

(3)检测试纸条的组装：实施过程同实施例1。

(4)试纸条检测饮用水中铜的操作过程：同实施例1。

(5)结果判定：用光电型传感器检测铬的标准曲线为Y＝664.42-1.499X R＝-0.9987(p＜0.0001)，检测限0.0156mol/L，检测时间3分钟。经过进一步优化，该方法有望实现对饮水中铜的现场、快速检测。

(6)重复性实验：用光电型传感器检测50个已知浓度的标样，获得回收率为99％，又分别选取25个含有铜的标样，与25不含铜的标样进行测试，得到准确率为99.6％。由此可以看出，此方法的准确性，和精确性良好。

实施例3

(1)待测样品的获得：同实施例1。

(2)反应底物膜片的制作：包括反应底物膜层和底物膜载片，底物膜载片要求有优良的光线透射和反射功能，建议采用聚氯乙烯片，最佳厚度为80nm。反应底物膜层即显色剂的涂层。其基本制作方法为称取吡咯烷二硫代甲酸0.01g溶于10mL蒸馏水中，然后加入水溶性壳聚糖3g，硅胶5g充分进行研磨，得到粘稠状的成膜剂。最后用涂布器将制成的成膜剂在底物膜承载片上涂布成膜并烘干处理；，制成反应底物膜片。

(3)检测试纸条的组装：实施过程同实施例1。

(4)试纸条检测饮用水中铜的操作过程：同实施例1。

(5)结果判定：用光电型传感器检测铜的标准曲线为Y＝1664.42-4.99X R＝-0.99(p＜0.0001)，检测限0.0156mol/L，检测时间3分钟。经过进一步优化，该方法有望实现对饮水中铜的现场、快速检测。

(6)重复性实验：用光电型传感器检测50个已知浓度的标样，获得回收率为99％，又分别选取25个含有铜的标样，与25不含铜的标样进行测试，得到准确率为98.9％。由此可以看出，此方法的准确性，和精确性良好。

Claims

1.一种用于测试饮用水中铜的试纸条，其特征在于，包括：绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层、隔离片和盖片，其中：绝缘防水基片、反应底物膜片、过滤层和盖片从下而上依次设置，隔离片位于反应底物膜片的边缘两侧，盖片与绝缘防水基片上设有定位孔且两者正对设置。

2.根据权利要求1所述的用于测试饮用水中铜的试纸条，其特征是，所述的盖片与绝缘防水基片皆由PVC材料制成，宽度为2cm，且长度相同。

3.根据权利要求1所述的用于测试饮用水中铜的试纸条，其特征是，所述的反应底物膜片由反应底物膜层和透明的底物膜载片组成，通过将反应底物，即成膜剂均匀粘附在透明的底物膜载片上制成。

4.根据权利要求1所述的用于测试饮用水中铜的试纸条，其特征是，所述的成膜剂的厚度为200～240nm。

5.根据权利要求1所述的用于测试饮用水中铜的试纸条，其特征是，所述的过滤层是由不吸水、吸附力弱的玻璃纤维片组成，厚度0.5mm。

6.一种根据上述任一权利要求所述试纸条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：称取吡咯烷二硫代甲酸溶于蒸馏水中；

第二步：加入水溶性壳聚糖和硅胶并充分研磨后得到粘稠状的成膜剂；

第三步：将成膜剂在底物膜承载片上涂布成膜并烘干处理；

7.根据权利要求6所述试纸条的制备方法，其特征是，第一步中所述的吡咯烷二硫代甲酸的质量百分比浓度为0.1％～1％。

8.根据权利要求6所述试纸条的制备方法，其特征是，第二步中所述的水溶性壳聚糖和硅胶的用量分别为吡咯烷二硫代甲酸质量的300-3000倍以及500-5000倍。