CN103852455B - 一种实时恒温定量快速检测铀的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时恒温定量快速检测铀的设备，包括依次连接的定时温控器（1），检测试剂盒（2），重金属铀检测仪（3），待测样品在定时温控器中培育后，与检测试剂混合后发生反应产生信号变化，重金属铀检测仪在恒定温度下监控该信号变化，并将检测数据发送至内置信息处理装置，该信息处理装置对检测数据进行分析，获得样品铀含量。本发明还涉及一种实时恒温定量快速检测铀的方法；启动检测设备，将石英微量比色皿（7）放入检测设备；将待测样品置于定时温控器（1）孔槽内，37摄氏度恒温培育5分钟；用进样器（6）吸取样品液，将进样器末端与内置铀检测试剂（4）的试剂反应管（5）连接，将样品通过试剂反应管（5）注入石英微量比色皿（7）中，开始测试，实时准确显示检测结果。本发明可解决野外现场快速检测重金属铀含量的问题。

Description

一种实时恒温定量快速检测铀的设备及方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种可用于重金属铀的现场快速检测设备和方法。

背景技术

近年来，核能越来越被广泛应用。出于安全考虑，对核电站周围或核废料存储地等的地下水、地表水、海水、废水、土壤中重金属铀含量进行实时实地监控已成为人类的迫切需要。但目前现有的技术，仍然只能依赖于实验室大型设备如ICP-MS，ICP-AES等对重金属铀进行检测，所用设备不仅价格昂贵，且无法实现在野外现场对样品中的金属铀进行快速检测，从而实时实地监控铀含量。

本发明运用重金属酶催化与荧光标记技术原理，提供了一种可现场定量检测重金属铀含量的检测设备及方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决野外现场快速检测重金属铀含量的问题，而提出的一种实时恒温定量快速检测重金属铀的设备与方法。

本发明采用以下技术方案，一种实时恒温定量快速检测铀的设备，包括依次连接的定时温控器，检测试剂盒，重金属铀检测仪，待测样品与检测试剂混合后，发生反应，产生信号变化，重金属铀检测仪监控该信号变化，并将检测数据发送至设备内置的信息处理装置，该信息处理装置对检测数据进行分析，获得样品铀含量；

所述的检测试剂盒包括铀检测试剂，试剂反应管，进样器，石英微量比色皿；

所述的铀检测试剂包含一种特异底物及一种荧光基团，该荧光基团连接在该特异底物上，形成荧光标记特异底物，样品中的铀在该铀检测试剂作用时，荧光基团被释放，引起信号变化；

所述的重金属铀检测仪包括依次连接的光源，第一单色器，比色池，第二单色器，检测器；

所述的单色器由入射狭缝、准光装置，色散元件，聚光装置，出射狭缝组成，准光装置和聚光装置为透镜，色散元件为棱镜或光栅；

所述的重金属铀检测仪还包括自动温控装置，用于控制反应体系温度，还包括LED显示屏，用于显示检测数据，重金属铀检测仪还包括USB接口。

本发明的目的还通过以下技术方案实现，一种实时恒温定量快速检测铀的方法，包括以下步骤：

S1、将待测样品置于定时温控器孔槽内，37摄氏度恒温培育5分钟，对待测样品进行恒温预处理；

S2、启动重金属铀检测仪，将石英微量比色皿放入检测设备，用进样器吸取样品液；

S3、将进样器末端与内置铀检测试剂的试剂反应管连接，样品流经试剂反应管，注入到石英微量比色皿中；

S4、移开试剂反应管和进样器，盖上样品测试杯的盖子；

S5、按下开始键开始测试，样品与铀检测试剂作用，发生信号变化，2分钟内，显示检测结果，记录数据，检测完成；

所述的铀检测试剂包含一种特异底物及一种荧光基团，该荧光基团连接在该特异底物上，形成荧光标记特异底物，铀检测试剂还包含一种稳定剂，样品中的铀在该铀检测试剂作用时，荧光基团被释放，引起信号变化；

所述的进样器在样品管中吸取样品量为0.5ml。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:

1.本发明通过重金属酶催化技术原理，设计能对重金属特异识别的底物。

2.本发明采用了先进的荧光标记技术，保证了检测结果的灵敏性、准确性。当样品中有很微量的铀时，即会发生催化反应，设备即可检出荧光信号的变化。

3.检测设备内置的信息处理装置实时采集检测到的数据，并进行数据分析处理，结果可通过设备自带的显示屏直接显示，现场即可得到准确的检测结果。此外，设备自动存储数据，并可通过USB接口随时将数据导出。

4.本发明运用一种内置的自动温控装置，可以精确控制反应体系的温度在37摄氏度下进行，以避免温度不一致对反应体系的影响。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为实时恒温定量快速检测铀的设备结构示意图；

图2为检测试剂盒结构示意图；

图3为重金属铀检测仪结构示意图；

图4为单色器结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、检测试剂盒2、重金属铀检测仪3、信息处理装置4、铀检测试剂5、进样器6、样品管7、石英微量比色皿8、光源9、单色器10、比色池11、单色器12、检测器13、入射狭缝14、准光装置15、色散元件16、聚光装置17、出射狭缝

具体实施方式

参见附图1－4，该实时恒温定量快速检测铀的设备，包括依次连接的定时温控器（1），检测试剂盒（2），重金属铀检测仪（3），检测试剂盒包括铀检测试剂4，试剂反应管5，进样器6，石英微量比色皿7；重金属铀检测仪2包括依次连接的光源8，第一单色器9，比色池10，第二单色器11，检测器12；单色器由入射狭缝13、准光装置14，色散元件15，聚光装置16，出射狭缝17组成。

待测样品置于定时温控器孔槽内，37摄氏度恒温培育5分钟，对待测样品进行恒温预处理，启动重金属铀检测仪，将石英微量比色皿放入检测设备，进行预热，用进样器吸取样品液，将进样器末端与内置铀检测试剂的试剂反应管连接，样品流经试剂反应管，注入到石英微量比色皿中。由于铀检测试剂4中包含一种特异底物及一种荧光基团，该荧光基团连接在该特异底物上，形成荧光标记特异底物，样品中的铀在该铀检测试剂作用时，荧光基团被释放，从而引起信号变化。待测样品与检测试剂混合后发生反应，产生荧光信号变化，由重金属铀检测仪进行监控，光源由入射狭缝13进入，经准光装置14即透镜转为平行光，通过色散元件15即棱镜或光栅将复合光分解，再通过聚焦装置16即透镜将分离的单色光聚焦至出射狭缝17出射，比较荧光变化，并将检测数据发送至信息处理装置，信息处理装置分析荧光信号变化数据，在显示屏显示样品的铀含量。

设备检测对象：

可以直接用于准确测量饮用水以及存在许多干扰物质的天然地表水或地下水样品，也可用于分析复杂的基体、海水、污水以及固体样品如岩石、土样、生物等样品。

设备技术性能如下：

1、检测下限：0.5ng/ml.

2、测铀量程：0-200ng/ml,对于更高浓度的样品可适当稀释。

3、样品量：0.1-0.5ml样品

4、防水性能：防水性能良好

实施例1:现场检测某地区溪水铀含量

测定步骤：

启动实时定量荧光重金属铀快速检测仪，将石英微量比色皿插入到仪器中，进行预热。用进样器吸取0.5毫升样品液，将进样器插入到试剂反应管上，通过试剂反应管注射到石英微量比色皿中，快速移开进样器，并盖上样品室的盖子，按下开始键开始测试，样品开始检测后，2分钟之内会显示以ppb为单位的测试结果，记录检测结果，测试完成后，将石英微量比色皿拿开。

结果：通过实时恒温定量快速检测铀的设备和方法检出该地区地表水中铀含量为15ppb，ICP-MS检测结果为15ppb。本发明实时定量荧光重金属铀快速检测方法与ICP-MS检测结果一致。

实施例2:现场检测某地区自来水铀含量

测定步骤：

启动实时定量荧光重金属铀快速检测仪，将石英微量比色皿插入到仪器中，进行预热。用进样器吸取0.5毫升自来水样品，将进样器插入到试剂反应管上，通过试剂反应管注射到石英微量比色皿中，快速移开进样器，并盖上样品室的盖子，按下开始键开始测试，样品开始检测后，2分钟之内会显示以ppb为单位的测试结果，记录检测结果，测试完成后，将石英微量比色皿拿开。

结果：该自来水样品，通过实时恒温定量快速检测铀的设备和方法未检出铀。ICP-MS检测铀含量为0，铀检测试剂检测结果与ICP-MS检测结果一致。

本发明运用合成生物学蛋白或DNA特异位点标记技术、酶催化动力学，结合光电检测技术及自动控制模块化分析系统，实时定量检测铀含量，保证了体系的稳定性、灵敏性与特异性，实现了准确检测。可应用于重金属、毒素等化学残留物、致病微生物耐药性筛查等快速检测。还可以帮助企业实时监控原材料、环境、成品的理化残留物、微生物污染状况，及时发现潜在污染情况，降低风险，可提高企业资金运转率，促进生产量的扩大，特别是对于短效期宜腐烂的产品，快速放货可加速整个物流链，控制并降低企业质量安全风险。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种实时恒温定量快速检测铀的设备，其特征在于，包括依次连接的定时温控器(1)，检测试剂盒(2)，重金属铀检测仪(3)，待测样品在定时温控器中培育后，与检测试剂混合后发生反应产生信号变化，重金属铀检测仪在恒定温度下监控该信号变化，并将检测数据发送至内置信息处理装置，该信息处理装置对检测数据进行分析，获得样品铀含量；

包含的定时温控器(1)，可以精确控制样品的温度为37摄氏度；检测试剂盒(2)，包含一种铀检测试剂(4)，置于试剂反应管(5)中；

所述的铀检测试剂(4)中含有红色荧光标记底物，当样品中不含有铀时，不发出荧光信号，当样品中的铀与该底物发生作用时，荧光基团被释放，引起信号变化；

检测试剂盒还包括进样器(6)，石英微量比色皿(7)；

所述的重金属铀检测仪(3)包括依次连接的光源(8)，第一单色器(9)，比色池(11)，第二单色器(10)，检测器(12)，自动温控装置(18)；

所述的单色器由入射狭缝(13)、准光装置(14)，色散元件(15)，聚光装置(16)，出射狭缝(17)组成；

所述的准光装置和聚光装置为透镜；

所述的色散元件为棱镜或光栅；

所述的重金属铀检测仪还包括LED显示屏，用于显示检测数据；

所述的重金属铀检测仪还包括一种内置的自动温控装置(18)，可以精确控制反应体系的温度在37摄氏度下进行；

所述的重金属铀检测仪还包括USB接口；

恒温定量快速检测铀的方法包括以下步骤：

S1、将待测样品置于定时温控器(1)孔槽内，37摄氏度恒温培育5分钟，对待测样品进行恒温预处理；

S2、启动重金属铀检测仪，将石英微量比色皿(7)放入检测设备，预热到37摄氏度；

S3、用进样器(6)吸取样品液，将进样器末端与内置铀检测试剂(4)的试剂反应管(5)连接，样品流经试剂反应管(5)，注入到石英微量比色皿(7)中；

S4、移开试剂反应管(5)和进样器(6)，盖上样品测试杯的盖子；

S5、按下开始键开始测试，样品与检测试剂(4)作用，发生信号变化，2分钟内，显示检测结果，检测完成。

2.根据权利要求1所述的一种实时恒温定量快速检测铀的设备，其特征在于，所述的铀检测试剂(4)包含一种特异底物及一种红色荧光基团，该荧光基团连接在该特异底物上，形成红色荧光标记底物。

3.根据权利要求2所述的一种实时恒温定量快速检测铀的设备，其特征在于，所述的铀检测试剂(4)还包含一种稳定剂，保障反应体系的稳定性。

4.根据权利要求3所述的一种实时恒温定量快速检测铀的设备，其特征在于，当样品中不含铀时，底物荧光基团被淬灭，当样品中的铀与该铀检测试剂作用时，荧光基团被释放，引起信号变化。

5.根据权利要求1－4之一所述的一种实时恒温定量快速检测铀的设备，其特征在于，所述的进样器(6)在样品管中吸取样品量为0.5ml。