CN204789337U - 一种荧光增白剂迁移量的原位检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种荧光增白剂迁移量的原位检测仪，包括机壳，所述机壳上表面设有显示屏、若干按键和检测模块，所述机壳内装设有与所述显示屏、按键和检测模块电连接的微处理器控制电路。该原位检测仪是先检测未接触人体时待测样品某一部位的荧光增白剂浓度，接触人体后再次检测该部位的荧光增白剂浓度，通过比较接触人体前后该部位的荧光增白剂浓度，便能得到荧光增白剂的迁移量，这样的检测仪器能够最真实、直接地反映出荧光增白剂的迁移量。该仪器检测速度快，为现场检测样品中荧光增白剂迁移量提供了可靠的检测设备。

Description

一种荧光增白剂迁移量的原位检测仪

技术领域

本实用新型涉及一种样品检测仪器，特别是涉及一种荧光增白剂迁移量的原位检测仪。

背景技术

荧光增白剂俗称白色染料，是一种荧光染料，属于一种复杂的有机化合物。它的特性是能激发吸收入射的紫外光线产生荧光，即吸收紫外光(波长范围约为360nm-380nm)后激发产生波长在400nm-600nm范围的可见光，因而可以补偿基质中不想要的微黄色，从而物品颜色在视觉上显得更白、更亮、更鲜艳。由于这种特性，水溶性的荧光增白剂被广泛用于食品、纸张、涂料、洗衣粉及棉织物等，而水不溶性荧光增白剂则被应用于化纤、塑料等产品。

医学临床实验证明，荧光增白剂进入人体，不容易分解，毒性会积累在肝脏或其他主要器官，成为潜在的致癌因素；如果皮肤或表面粘膜有伤口，荧光增白剂会和伤口处的蛋白质结合，会阻碍伤口的愈合。会与人体接触并载有荧光增白剂的物品主要有含荧光增白剂的面巾纸、衣物、香烟、食品包装、过滤嘴等产品，在水或汗液的沁润下荧光增白剂会与皮肤接触，被人体吸收；或是与口腔接触，食入体内，对人体健康存在不可忽视的危害。目前荧光增白剂的测定均是针对荧光增白剂残留量进行检测，但在上述物品的实际使用情况来看，对人体健康最有影响的主要因素不在于荧光增白剂的含量，而是这些产品与人体口腔或皮肤在汗液的浸润下荧光增白剂的迁移量。

目前对纸张可迁移荧光增白剂的检测方法有相应的报道，这些方法包括：80℃水浴萃取，40℃水浴震荡萃取等，萃取溶剂为蒸馏水、乙醇溶液等。我国制定的荧光增白剂检测标准GB/T27741-2011中也有检测荧光增白剂转移到萃取液中的方法。虽然这种方法检测结果准确，但是检测时间长，操作手段剧烈，容易造成荧光增白剂过度析出；并且该过程中使用的仪器一般为紫外分光光度计，为实验室用大型仪器，不便携带。即使是这样，这种方法也是对荧光增白剂含量的间接检测，并不能对迁移的荧光增白剂含量进行直接的检测。

因此，目前急需一种仪器能够快速准确、携带方便地现场对荧光增白剂迁移量进行随时随地地定量检测。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种能够快速、准确地定量检测样品中荧光增白剂迁移量的原位检测仪，包括机壳，所述机壳上表面设有显示屏、若干按键和检测模块，所述机壳内装设有与所述显示屏、按键和检测模块电连接的微处理器控制电路。

所述检测模块为一原位池，所述原位池包括均用黑色塑料或发黑处理后的铝制材料制成的检测主体和纸片载体模块。

所述检测主体包括一倒置圆台形的原位池基体，在所述原位池基体圆台的侧面左右对称设有两个分别用于盛装光源模块和信息模块的并延伸至顶面的圆柱形通孔；在所述原位池基体的顶面设有一用来盛装所述纸片载体模块的突起敞口、直径小于所述原位池基体顶面的圆柱形腔室；所述通孔和腔室相通。

所述原位池基体顶面腔室的外表面设有外螺纹，另设一带有内螺纹的原位池基体锁紧环，通过螺纹连接将原位池基体和原位池基体锁紧环穿设于机壳上。

所述两通孔轴线的角度为90°。

所述光源模块包括一中空圆柱筒体形成的光源模块基体，所述光源模块基体内由下至上依次设在光源模块基体内的光源、分别通过滤光片压环和平行光透镜压环安装在光源模块基体内的光源滤光片和平行光透镜。

所述信息模块包括一中空圆柱筒体形成的信息模块基体，所述信息模块基体内由下至上依次设在信息模块基体内的光电传感器、分别通过信息滤光片压环和汇聚光透镜压环安装在信息模块基体内的信息滤光片和汇聚光透镜。

所述光源模块基体内设有一用于放置平行光透镜的第一环形台阶；所述信息模块基体内设有一用于放置/汇聚光透镜的第二环形台阶。

所述纸片载体模块包括纸片载体和纸片压环；所述纸片载体为一圆柱体并在其顶面向内凹陷形成一具有水平底面的用于放置待测样品的敞口盲孔；所述纸片压环上部为一外径与纸片载体外径相同、高度与盲孔深度相同的凸台，下部向内缩成一个与所述盲孔过盈配合并嵌套在其内的用于压紧固定盲孔内的待测样品的平台，所述纸片压环由底面至顶面开有一孔径逐渐变大的圆孔状检测窗。

所述纸片载体模块包括纸片载体和纸片压环；所述纸片载体为一圆柱体并在其顶面向内凹陷形成一具有水平底面的用于放置待测样品的敞口盲孔；所述纸片压环上部为一外径与纸片载体外径相同、高度与盲孔深度相同的凸台，下部向内缩成一个与所述盲孔过盈配合并嵌套在其内的用于压紧固定盲孔内的待测样品的平台，所述纸片压环由底面至顶面开有一孔径逐渐变大的圆孔状检测窗。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：上述荧光增白剂迁移量的原位检测仪是先检测未接触人体时待测样品某一部位的荧光增白剂浓度，接触人体后再次检测该部位的荧光增白剂浓度，通过比较接触人体前后该部位的荧光增白剂浓度，便能得到荧光增白剂的迁移量，这样的检测仪器能够最真实、直接地反映出荧光增白剂的迁移量。除此之外，本仪器先利用荧光增白剂标准品得到荧光增白剂浓度-吸光度的标准曲线，再将测得的吸光度代入标准曲线得到荧光增白剂浓度，使得检测结果准确、可信。该仪器检测速度快，为现场检测样品中荧光增白剂迁移量提供了可靠的检测设备。

附图说明

图1所示为本实用新型的荧光增白剂迁移量检测仪的外部结构图；

图2为本实用新型检测仪的原位池的结构图；

图2a为本实用新型检测仪的原位池基体的结构图；

图2b为本实用新型检测仪原位池中纸片载体的结构图；

图2c为本实用新型检测仪原位池中纸片压环的结构图；

图2d为本实用新型检测仪的光源模块的结构图；

图2e为本实用新型检测仪的信息模块的结构图；

图3所示为本实用新型检测仪的标准溶液池的结构图；

图4所示为本实用新型检测仪的电路结构图。

具体实施方式

本实用新型的原位检测仪以国标GB/T27741-2011为理论依据，模拟生成荧光增白剂含量标准曲线为本实用新型制定标准曲线，使本实用新型检测值与国标法检测值相当，因此检测结果具有真实性、准确性。该荧光增白剂迁移量检测仪是基于光学费马原理和光谱分析化学荧光检测原理而建立的一种分析仪器，包括一机壳、原位池、RS232接口、多个按键、液晶显示屏、电源插座和开关以及机壳内部微处理器控制电路部分。其中，原位池含有光源模块、信息模块和纸片载体模块。本实用新型仪器的检测方法是在该荧光增白剂迁移量检测仪的机壳内部微处理器控制电路的作用下，原位池的光源模块中的可用紫外光照射到原位池的纸片载体模块中的未使用过的餐巾纸(即原始纸片)上，产生的有用光信息进入原位池的信息模块中的光电传感器，然后到达微处理器处理。从纸片载体模块取下原始纸片，擦拭人体后成为使用纸片，这时，使用纸片上部分荧光增白剂就已迁移到皮肤上；再将使用纸片放入纸片载体模块中，在微处理器控制电路的作用下，光源模块中的可用紫外光照射到纸片载体模块中的使用纸片上，产生的有用光信息进入信息模块中的光电传感器，然后到达微处理器处理。原始纸片上的光信息减去使用纸片上的光信息就是餐巾纸上荧光增白剂迁移到皮肤上的光信息。微处理器通过前期制定的标准曲线处理此光信息，就可以计算出荧光增白剂的迁移量。由于原始纸片和使用纸片上为同一纸片，所以称此种检测方法为原位检测法。它可以真实地反映出餐巾纸在使用时荧光增白剂的迁移量。最终结果通过液晶显示屏显示出来。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的荧光增白剂迁移量检测仪，其外部结构参见图1，包括机壳1，机壳1的上表面设有液晶显示屏5、原始纸键41、确认键42、使用纸键43、迁移量键44；机壳1上表面还设置原位池2，机壳1侧面设有电源控制开关6、电源插座7和RS232接口3，机壳1内有容置空间并装设有微处理器控制电路。其中，原位池2部分安装于机壳1内部，操作相应按键让仪器在开机后完成多项程序内容，例如，原始纸键用来测量原始纸片中荧光增白剂的原始含量，使用纸键用来测量使用后纸片中荧光增白剂的使用后含量，迁移量键可以将纸片使用前后的荧光增白剂含量差(荧光增白剂含量差，即荧光增白剂迁移量＝原始含量-使用后含量)计算并显示在液晶显示屏上，按确认键可存储检测结果并将待测纸片中的荧光增白剂含量值显示在液晶显示屏上。机壳内部容置有微处理器、芯片、存储器及电路板等。

原位池2的结构如图2所示，包括检测主体和纸片载体模块，均用黑色塑料或发黑处理后的铝制材料制成。

图2中，检测主体包括一原位池基体25，该原位池基体25是一倒置的圆台形结构，并在圆台的侧面左右对称设有两个通孔(两通孔轴线的角度为90°)，用于盛装光源模块26和信息模块27，这两个通孔为圆柱形并延伸至顶面；在圆台的顶面设有一突起敞口的圆柱形腔室(该腔室外壁的直径小于圆台的顶面)，用来盛装圆柱体型的纸片载体模块，并与纸片载体模块间隙配合；这两个通孔和腔室是相通的(其纵向结构剖视图参见图2a)。该原位池基体25顶面腔室的外侧设一带有内螺纹的原位池基体锁紧环24，这个原位池基体锁紧环24与原位池基体25顶面腔室的外侧通过螺纹连接在一起，从而将原位池基体25固定在机壳1上。

检测主体还包括分别放置在原位池基体25侧面两个通孔内的光源模块26(其纵向结构剖视图参见图2d)和信息模块27(其纵向结构剖视图参见图2e)。其中，光源模块26包括一中空圆柱筒体形成的光源模块基体266，还包括由下至上依次设在光源模块基体266内的LED光源265(本实施例使用348nm的LED光源)、光源滤光片263(仅能允许348±2nm的光通过)和平行光透镜262。光源滤光片263和平行光透镜262分别通过滤光片压环264和平行光透镜压环261安装在光源模块基体266内，滤光片压环264和平行光透镜压环261的外表面有外螺纹与光源模块基体266内的内螺纹相配合。也可以在光源模块基体内部放置平行光透镜的位置设有一环形台阶(第一环形台阶)，安装时，先将平行光透镜放在台阶上，再用平行光透镜压环锁紧固定。光源滤光片安放在平行光透镜的焦点上，依据光学费马原理，平行光透镜另一端便能射出平行光，并均匀照射到待测纸片上。依据光谱分析化学荧光原理，该平行光作为激发光源使待测纸片上添加的荧光物质产生430nm荧光形成发射光源，反馈给信息模块27。

信息模块27也包括一中空圆柱筒体形成的信息模块基体276，还包括由下至上依次设在信息模块基体276内的光电传感器275(采用SIAPDS5343)、信息滤光片273(仅允许430±2nm的光通过)和汇聚光透镜272(直径为10mm，f＝6.25)。信息滤光片273和汇聚光透镜272分别通过信息滤光片压环274和汇聚光透镜压环271安装在信息模块基体276内，信息滤光片273和汇聚光透镜272的外表面有外螺纹与信息模块基体276内的内螺纹相配合。也可以在信息模块基体内部放置汇聚光透镜的位置设有一环形台阶(第二环形台阶)，安装时，先将汇聚光透镜放在台阶上，再用汇聚光透镜压环锁紧固定。

图2中，纸片载体模块包括纸片载体21和纸片压环23(如图2b和2c)。纸片载体21为一圆柱体，并在其顶面向内凹陷形成一具有水平底面的敞口盲孔，用于放置待测纸片22。纸片压环23上部为一凸台，方便取用，纸片压环23下部向内缩成一个平台，该平台与纸片载体21的盲孔过盈配合并嵌套在该盲孔内，用于压紧固定盲孔内的待测纸片22；纸片压环23由底面至顶面开有一检测窗，该检测窗为圆孔状，且为了使光路通畅，孔径沿顶面至底面逐渐变小，形成一喇叭口的通孔(最小处孔径为8mm，也就是说待测纸片可以是直径不小于8mm的圆形或其它不规则形状)，可以露出待测纸片22。为了使压盖和平台更好地配合，纸片压环的凸台外径与纸片载体的外径相同，凸台高度与盲孔深度相同。使用时，将纸片载体的盲孔开口朝上，片状待测纸片放在盲孔的水平底面上，盖上并压紧纸片压环，使待测纸片从检测窗中显露出来，再将纸片载体模块颠倒，使盲孔开口朝下，插入原位池基体；这样，不仅待测纸片的形状不受限制，而且所有待测纸片的检测面积均统一，检测结果更可靠。

图3中，标准溶液池31是为本实用新型制定标准曲线设计的，其外部和内部的形状和尺寸均与纸片载体模块一样(纸片载体和纸片压环结合后的纸片载体模块)，检测窗的空间即是该标准溶液池用于盛装标准溶液的空间。标准溶液池31可以插入原位池基体25上部的圆柱形腔室内，而且内部光路不变。使用时，将标准溶液注入标准溶液池的空间内，按上述方法测定不同浓度标准溶液的荧光值，并制定出标准曲线方程(在制定标准曲线使用时，因为标准溶液池内装的是液体，应将原位池倒置，同时，整个仪器也倒置进行检测，但位置倒置不影响光路及检测结果)。

本实用新型仪器的电路连接关系为，如图4所示，微处理器51与LED光源265、光电传感器275和液晶显示屏5常规电路连接，微处理器控制光源模块中LED光源的开启与关闭，LED光源发出的光依次通过光源滤光片263和平行光透镜262激发出纸片载体模块中待测纸片的荧光，信息模块则将采集到的荧光信号依次通过汇聚光透镜272、信息滤光片273和光电传感器275反馈给微处理器，微处理器便将光信号处理成数字信号，然后将荧光含量值显示在液晶显示屏上。

本实施例中，所有部件都采用常规市售产品，例如，LED光源采用日本日亚公司348nm发光管(亮度参数在200mcd以上)，光电传感器采用日本滨松公司生产的硅光管，型号是S5343；微处理器是SST公司生产的STC89系列的八位单片机，内部存储器为64K。其他具有同等功效的产品均可替代上述产品。

本实用新型提供的上述原位检测仪的检测方法及工作原理：首先将纸片载体21的盲孔开口朝上，待测纸片放在盲孔的水平底面上，把纸片压环23扣在盲孔内并压紧，使纸片压环23上的检测窗内显露的全部是待测纸片，翻转纸片载体模块，使纸片载体21的盲孔开口朝下后，将其放入已固定在机壳1上的原位池基体25顶部的腔室内，开启电源5；微处理器控制光源模块26的LED光源265发射光线，光线依次经过光源滤光片263和平行光透镜262，然后射到纸片载体模块中的待测纸片上，激发产生荧光；荧光经汇聚光透镜272(聚焦加强荧光信号)和信息滤光片273(滤去杂散光)后汇聚至光电传感器275上；光信号经与之相连的微处理器处理成检测数值，微处理器中预存有大量标准样品的荧光含量值与对应的荧光强度数据汇总成的数据库，测得的荧光强度值与数据库内的进行比对，再与对应的荧光含量值关联，最后将荧光含量值反映到液晶显示屏5上，读出即可。

以下结合具体操作来介绍原位检测仪的使用方法。

标准曲线的制定，采用GB/T27741-2011为理论依据，以模拟生成荧光增白剂含量标准曲线方式制定标准曲线。对比仪器采用岛津mini—1240紫外分光光度计，采用国标法中标准物质VBL(二苯乙烯联苯)做本标准曲线制定的标准物质，这样的检测结果符合国家标准。

(a)萃取液：用蒸馏水或去离子水配制得到的体积百分比浓度为0.1％pH为8.0—9.0的氨水溶液。

(b)VBL(100mg/L)标准溶液：准确称取100mgVBL，用(a)中得到的萃取液溶解后倒入1L的棕色容量瓶中，然后用萃取液定容到刻度。VBL标准溶液应避光保存，存放时间不超过24h。

(c)VBL标准工作溶液：分别吸取1.0mL、2.0mL、5.0mL、10.0mL、15.0mL、20.0mL(b)中得到的VBL(100mg/L)标准溶液于100mL容量瓶中，用(a)得到的萃取液稀释到刻度，配制得到1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L、15.0mg/L、20.0mg/L的VBL标准工作溶液。

(d)制定工作曲线：调节岛津mini—1240紫外分光光度计波长为348nm,分别检测(c)得到的VBL标准工作溶液的吸光度值，以吸光度值为纵坐标、VBL标准工作溶液的浓度为横坐标形成工作曲线。

跳节原位检测仪，按本实用新型的原位检测方法将(c)中不同浓度的VBL标准工作溶液分别注入标准溶液池中检测，以荧光值为纵坐标、VBL标准工作溶液的浓度为横坐标形成工作曲线。然后与岛津mini—1240紫外分光光度计形成的工作曲线比对，结果如表1所示，

表1VBL标准工作溶液的荧光测定结果

C(标准溶液mg/L)	1.0	2.0	5.0	10.0	15.0	20.0
							A(光度值本发明)	0.037	0.072	0.169	0.350	0.519	0.686
A(光度值，岛津)	0.035	0.068	0.170	0.340	0.515	0.690

结果显示用实用新型方法的原位检测方法和原位检测仪得到的检测结果真实又准确。

(e)迁移量的测定：仪器标准曲线形成后将标准溶液池取下，换上纸片载体模块进行检测；

迁移量计算方法：

设：原始纸片荧光含量检测值＝A

使用后纸片荧光含量检测值＝B

那么迁移量表达式：(A-B/A)×100％

取一尺寸≥Ф8mm的餐巾纸原始纸片，放入纸片载体21中，然后将纸片压环23压入纸片载体21中形成一体的纸片载体模块，插入原位池基体25中。按原始纸键41检测，按确认键42存储检测结果并且将餐巾纸中荧光增白剂的原始含量在液晶显示屏5上显示出来。取下纸片载体模块中餐巾纸原始纸片在人体五官上擦拭一下，再放入纸片载体21中，然后将纸片压环23压入纸片载体21中形成纸片载体模块，插入原位池基体25中。按使用纸键43检测，确认键42存储检测结果并且将餐巾纸中荧光增白剂的使用后含量在液晶显示屏5上显示出来。按迁移量键44，将其差值在液晶显示屏5上显示出来。按确认键42，餐巾纸中荧光增白剂使用后荧光增白剂迁移量的数值被计算出来并在液晶显示屏5上显示出来。

上述仪器中的待测样品可以是纸片、布片等能够被压紧在纸片载体模块内的平面样品。

可以看出，该原位检测仪体积小，本实用新型原位检测仪检测速度快，可以现场快速检测餐巾纸中荧光增白剂的迁移量；并且是测定同一块餐巾纸与人体接触前后的荧光值，可以真实地反映出餐巾纸在使用后荧光增白剂迁移到人体的迁移量，检测结果具有真实性、准确性。在仪器中预存有不同浓度下的荧光值，经微处理器自行比对便得到待测样品的荧光值，使用时方便快捷。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种荧光增白剂迁移量的原位检测仪，其特征在于，包括机壳，所述机壳上表面设有显示屏、若干按键和检测模块，所述机壳内装设有与所述显示屏、按键和检测模块电连接的微处理器控制电路；

所述检测模块为一原位池，所述原位池包括均用黑色塑料或发黑处理后的铝制材料制成的检测主体和纸片载体模块；

所述检测主体包括一倒置圆台形的原位池基体，在所述原位池基体圆台的侧面左右对称设有两个分别用于盛装光源模块和信息模块的并延伸至顶面的圆柱形通孔；在所述原位池基体的顶面设有一用来盛装所述纸片载体模块的突起敞口、直径小于所述原位池基体顶面的圆柱形腔室；所述通孔和腔室相通。

2.根据权利要求1所述的原位检测仪，其特征在于，所述原位池基体顶面腔室的外表面设有外螺纹，另设一带有内螺纹的原位池基体锁紧环，通过螺纹连接将原位池基体和原位池基体锁紧环穿设于机壳上。

3.根据权利要求2所述的原位检测仪，其特征在于，所述两通孔轴线的角度为90°。

4.根据权利要求3所述的原位检测仪，其特征在于，所述光源模块包括一中空圆柱筒体形成的光源模块基体，所述光源模块基体内由下至上依次设在光源模块基体内的光源、分别通过滤光片压环和平行光透镜压环安装在光源模块基体内的光源滤光片和平行光透镜。

5.根据权利要求4所述的原位检测仪，其特征在于，所述信息模块包括一中空圆柱筒体形成的信息模块基体，所述信息模块基体内由下至上依次设在信息模块基体内的光电传感器、分别通过信息滤光片压环和汇聚光透镜压环安装在信息模块基体内的信息滤光片和汇聚光透镜。

6.根据权利要求4或5所述的原位检测仪，其特征在于，所述光源模块基体内设有一用于放置平行光透镜的第一环形台阶；所述信息模块基体内设有一用于放置/汇聚光透镜的第二环形台阶。

7.根据权利要求6所述的原位检测仪，其特征在于，所述纸片载体模块包括纸片载体和纸片压环；所述纸片载体为一圆柱体并在其顶面向内凹陷形成一具有水平底面的用于放置待测样品的敞口盲孔；所述纸片压环上部为一外径与纸片载体外径相同、高度与盲孔深度相同的凸台，下部向内缩成一个与所述盲孔过盈配合并嵌套在其内的用于压紧固定盲孔内的待测样品的平台，所述纸片压环由底面至顶面开有一孔径逐渐变大的圆孔状检测窗。

8.根据权利要求6所述的原位检测仪，其特征在于，所述纸片载体模块包括纸片载体和纸片压环；所述纸片载体为一圆柱体并在其顶面向内凹陷形成一具有水平底面的用于放置待测样品的敞口盲孔；所述纸片压环上部为一外径与纸片载体外径相同、高度与盲孔深度相同的凸台，下部向内缩成一个与所述盲孔过盈配合并嵌套在其内的用于压紧固定盲孔内的待测样品的平台，所述纸片压环由底面至顶面开有一孔径逐渐变大的圆孔状检测窗。