CZ35564U1 - Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík - Google Patents
Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík Download PDFInfo
- Publication number
- CZ35564U1 CZ35564U1 CZ202139221U CZ202139221U CZ35564U1 CZ 35564 U1 CZ35564 U1 CZ 35564U1 CZ 202139221 U CZ202139221 U CZ 202139221U CZ 202139221 U CZ202139221 U CZ 202139221U CZ 35564 U1 CZ35564 U1 CZ 35564U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sarin
- colorimetric
- tubular
- detector
- reaction
- Prior art date
Links
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 12
- DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N Sarin Chemical compound CC(C)OP(C)(F)=O DYAHQFWOVKZOOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ISKCMAJAPALGKY-GRSRPBPQSA-N (1e,3e)-1,3-bis(hydroxyimino)propan-2-one Chemical compound O\N=C\C(=O)\C=N\O ISKCMAJAPALGKY-GRSRPBPQSA-N 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 125000006503 p-nitrobenzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1[N+]([O-])=O)C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 5
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100032404 Cholinesterase Human genes 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- ZYECOAILUNWEAL-NUDFZHEQSA-N (4z)-4-[[2-methoxy-5-(phenylcarbamoyl)phenyl]hydrazinylidene]-n-(3-nitrophenyl)-3-oxonaphthalene-2-carboxamide Chemical compound COC1=CC=C(C(=O)NC=2C=CC=CC=2)C=C1N\N=C(C1=CC=CC=C1C=1)/C(=O)C=1C(=O)NC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1 ZYECOAILUNWEAL-NUDFZHEQSA-N 0.000 description 1
- 102100033639 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 description 1
- 108010022752 Acetylcholinesterase Proteins 0.000 description 1
- 108010053652 Butyrylcholinesterase Proteins 0.000 description 1
- 108090000322 Cholinesterases Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229940022698 acetylcholinesterase Drugs 0.000 description 1
- 239000002696 acid base indicator Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229940048961 cholinesterase Drugs 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- RCPRQLSJGVLWRZ-UHFFFAOYSA-N o-aminooxyhydroxylamine Chemical compound NOON RCPRQLSJGVLWRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002824 redox indicator Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/22—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík
Oblast techniky
Technické řešení se týká složení a konstrukčního umístění funkčních náplní kolorimetrického trubičkového detektoru organofosforových bojových chemických látek typu sarin. Aplikace technického řešení umožňuje jednoduchý a rychlý průkaz těchto vysoce toxických látek v ovzduší, ale také jejich dlouhodobé a opakované monitorování.
Dosavadní stav techniky
V současné době jsou známé dvě základní kolorimetrické metody detekce organofosforových bojových chemických látek typu sarin (Oisopropyl-methylfosfonofluoridát), jež nalezly uplatnění i při konstrukci trubičkových detektorů. Historicky první je tzv. aminoperoxidová reakce založená na vzniku příslušné peroxokyseliny, která pak oxiduje některé aromatické aminy na jejich intenzivně zbarvené formy [Gehauf B. et al.: Anal. Chem. 29, 278-281 (1957); Grant G. A., Blanchfield R., Smith D. M.: Can. J. Chem. 35, 42-49 (1957); Tomeček I., Matoušek J.: Analýza bojových otravných látek. SPN, Praha 1961], Aminoperoxidová reakce je známá také ve fluorescenčním a chemiluminiscenčním provedení [Gehauf B., Goldenson J.: Anal. Chem. 29, 276278 (1957); Goldenson J.: Anal. Chem. 29, 877-879 (1957)]. Druhá, nyní dominující, je enzymatická/cholinesterázová reakce založená na inhibici acetylcholinesterázy nebo butyrylcholinesterázy, kdy úbytek aktivity enzymu, úměrný stupni rozkladu příslušného substrátu, je indikován barevným acidobazickým nebo redoxním indikátorem [Ellman G. L.: Biochem. Pharmacol. 7, 88-95 (1961); Barendsz A. W.: Int. J. Environ. Anal. Chem. 6, 89-94 (1979); Halámek E., Kobliha Z., Pitschmann V.: Analýza bojových chemických látek Univerzita obrany Ustav OPZHN, Vyškov 2007], Enzymatická metoda je přitom univerzální, umožňuje detekovat i organofosforové bojové chemické látky typu VX.
Ani jedna z uvedených metod však neumožňuje konstrukci kolorimetrického trubičkového detektoru pro kontinuální a opakované monitorování přítomnosti zájmových látek v ovzduší, umožněna je pouze jejich jednorázová detekce, protože obě metody vyžadují dodání kapalných činidel nebo vody a po proběhnutí reakce je indikační náplň již nefúnkční. Tento problém zatím nebyl uspokojivě vyřešen. V minulosti byla pozornost věnována vývoji detektorů na bázi některých reaktivních oximů, které reakcí s látkami typu sarin poskytují kyanovodík, případně (jak je tomu u diisonitrosoacetonu) barevný produkt dosud neznámého složení [Saville B.: Analyst 82, 269-274 (1957); Sass S. et al.: Anal. Chem. 29(9), 1346-1349 (1957); USPat. 2867509 (1959)]. Pokud je však známo, dosud nebyl předložen žádný trubičkový detektor sarinu, jenž by využíval oximy v jakékoli podobě.
Nemožnost kontinuálně a opakovaně zjišťovat kolorimetrickými trubičkovými detektory přítomnost organofosforových látek typu sarin v ovzduší do značné míry odstraňuje technické řešení, které je založené na generování kyanovodíku na vrstvě s diisonitrosoacetonem a na následné indikaci kyanovodíku na vrstvě obsahující 4-nitrobenzil. Tato vrstva s činidlem 4- nitrobenzilem je modifikací technických řešení detekce kyanovodíku známých z literatury [US Pat. 2753248 (1956); Užitný vzor CZ 24176; Pitschmann V.: Chem. Ind. Chem. Eng. Q. 20, 155-161 (2014)]. Technické řešení, spojující uvolnění kyanovodíku a jeho detekci v jednom technickém prostředku typu trubičkového detektoru je však zcela nové.
Podstata technického řešení
Podstata technického řešení spočívá v novém kolorimetrickém trubičkovém detektoru sarinu s využitím reakce na kyanovodík, který obsahuje spodní indikační vrstvu složenou
- 1 CZ 35564 UI z 62,0 až 86,0 % hmotn. silikagelu, 3,0 až 7,5 % hmotn. uhličitanu sodného, 0,1 až 0,5 % hmotn. 4-nitrobenzilu a 10,9 až 30,0 % hmotn. dimethylsulfoxidu, nad níž je uložena pomocná vrstva složená z 90,0 až 96,0 % hmotn. silikagelu, 3,4 až 9,5 % hmotn. uhličitanu sodného a 0,1 až 0,5 % hmotn. diisonitrosoacetonu.
Princip detekce je založený na dvou postupně probíhajících chemických reakcích (obr. 1). Nejdříve (na pomocné vrstvě) reaguje sarin nebo jeho analoga s diisonitrosoacetonem za vzniku kyanovodíku, který pak na indikační vrstvě reakcí s 4-nitrobenzilem poskytuje červenofialově zbarvený produkt. Uhličitan sodný v pomocné vrstvě stabilizuje diisonitrosoaceton, jenž by se na silikagelu jinak rozložil, v indikační vrstvě pak udržuje alkalické prostředí nezbytné pro průběh barevné reakce. Dimethylsulfoxid podstatně zvyšuje intenzitu vzniklého zabarvení a tím zvyšuje citlivost detekce a zlepšuje detekční limit.
Kolorimetrický trubičkový detektor podle technického řešení je jednoduchý technický prostředek, který umožňuje kontinuální a opakované zjišťování přítomnosti organofosforových látek typu sarin v ovzduší s dostatečnou selektivitou a citlivostí.
H.
Obr. 1 Reakční schéma detekce organofosforových látek typu sarin
Příklad uskutečnění technického řešení
Kolorimetrický trubičkový detektor představuje 100 až 110 mm dlouhou a 5 až 6 mm širokou skleněnou trubici, která obsahuje dvě funkční vrstvy, indikační (spodní) a pomocnou. Obě vrstvy, dlouhé 10 mm, jsou vzájemně oddělené a proti pohybu upevněné polyethylenovými rozváděcími tělísky.
Příprava indikační náplně: 100 g vyčištěného a aktivovaného silikagelu o změní 0,5 až 0,7 mm bylo impregnováno 100 ml 5% hmotn. roztoku uhličitanu sodného ve vodě a vysušeno při 110 °C do zbytkové vlhkosti nižší než 5 % hmotn. Tato směs byla impregnována 90 ml 0,15% roztoku 4-nitrobenilu v ethanolu, sušena po dobu 2 hodin při 80 °C, a poté ještě impregnována 20 ml dimethylsulfoxidu a vysušena do sypkého stavu.
Příprava pomocné náplně: 100 g vyčištěného a aktivovaného silikagelu o změní 0,7 až 0,9 mm bylo impregnováno 100 ml 5% hmotn. roztoku uhličitanu sodného ve vodě a vysušeno při 110 °C do zbytkové vlhkosti nižší než 5 % hmotn. Tato směs byla impregnována 90 ml 0,15% roztoku diisonitrosoacetonu v ethanolu a sušena při 80 °C po dobu 2 hodin.
-2CZ 35564 UI
Průmyslová využitelnost
Využití technického řešení je v průmyslové výrobě kolorimetrických trubičkových detektorů organofosforových látek typu sarin a v oblasti působnosti jednotek a útvarů chemického vojska 5 České armády nebo speciálních chemických jednotek Hasičského záchranného sboru.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík, vyznačující se 5 tím, že obsahuje spodní indikační vrstvu složenou z 62,0 až 86,0 % hmotn. silikagelu, 3,0 až 7,5 % hmotn. uhličitanu sodného, 0,1 až 0,5 % hmotn. 4-nitrobenzilu a 10,9 až 30,0% hmotn. dimethylsulfoxidu, nad níž je uložena pomocná vrstva složená z 90,0 až 96,0 % hmotn. silikagelu, 3,4 až 9,5 % hmotn. uhličitanu sodného a 0,1 až 0,5 % hmotn. diisonitrosoacetonu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202139221U CZ35564U1 (cs) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202139221U CZ35564U1 (cs) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ35564U1 true CZ35564U1 (cs) | 2021-11-22 |
Family
ID=78719162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ202139221U CZ35564U1 (cs) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ35564U1 (cs) |
-
2021
- 2021-09-30 CZ CZ202139221U patent/CZ35564U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Seto et al. | Sensing technology for chemical-warfare agents and its evaluation using authentic agents | |
| Apilux et al. | based acetylcholinesterase inhibition assay combining a wet system for organophosphate and carbamate pesticides detection | |
| Barba-Bon et al. | Selective chromo-fluorogenic detection of DFP (a Sarin and Soman mimic) and DCNP (a Tabun mimic) with a unique probe based on a boron dipyrromethene (BODIPY) dye | |
| CZ35564U1 (cs) | Kolorimetrický trubičkový detektor sarinu s využitím reakce na kyanovodík | |
| Li et al. | Recent advances in the development of fluorescent sensors for sulfur mustard detection | |
| CN108823181A (zh) | 花豇豆酯酶的提取方法及其在有机磷农药残留检测中的应用 | |
| EP3173487B1 (en) | Device for detection of halogenated hydrocarbons | |
| US9850522B2 (en) | One-step rapid assay for the detection of inhibitors of enzymes | |
| US20140004547A1 (en) | Rapid Tests for the Detection of Inhibitors of Enzymes and Human Exposure to the Same | |
| US20150072435A1 (en) | Tester For Peroxide-Based Compounds | |
| Pitschmann et al. | Cholinesterase inhibitor biosensors | |
| Pitschmann et al. | Detection of 2-(dialkylamino) ethanethiols and V-series nerve agents in water and aqueous solutions using Folin-Ciocalteu reagent | |
| Kitamura et al. | Effect of hypochlorite oxidation on cholinesterase-inhibition assay of acetonitrile extracts from fruits and vegetables for monitoring traces of organophosphate pesticides | |
| CZ11547U1 (cs) | Polní chemická laboratoř pro analýzu bojových chemických látek ve vodě | |
| Pitschmann et al. | Biochemical Detection of Cholinesterase Inhibitors in Water with a New Two-Component Chromogenic Reagent | |
| Pitschmann et al. | The use of tristimulus colorimetry for the determination of hydrogen cyanide in air by a modified König method | |
| CZ14444U1 (cs) | Detekční trubička ke stanovení dráždivých látek | |
| CZ32980U1 (cs) | Průkazníková páska s komplexem železa pro detekci nervově paralytických látek v kapalné fázi | |
| Gaur et al. | Spectrophotometric assessments of methyl parathion in water samples | |
| CZ285242B6 (cs) | Detekční trubička inhibitorů cholinesteras ve vzduchu a vodě | |
| CZ17644U1 (cs) | Detekční trubička pro stanovení látky CS | |
| Tumosa | A potential source of difficulty in the initial testing for blood | |
| CZ14952U1 (cs) | Detekční trubička k orientačnímu zjišťování chlorkyanu a chlóru | |
| CZ2014459A3 (cs) | Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu | |
| CZ12840U1 (cs) | Detekční trubička pro zjišťování bojových chemických látek |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20211122 |