RU2315976C1 - Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media - Google Patents

Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media Download PDF

Info

Publication number
RU2315976C1
RU2315976C1 RU2006110095/28A RU2006110095A RU2315976C1 RU 2315976 C1 RU2315976 C1 RU 2315976C1 RU 2006110095/28 A RU2006110095/28 A RU 2006110095/28A RU 2006110095 A RU2006110095 A RU 2006110095A RU 2315976 C1 RU2315976 C1 RU 2315976C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
selective
analytical
analysis
aqueous media
sensitive elements
Prior art date
Application number
RU2006110095/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Рощин
Илья Владимирович Кумпаненко
Сергей Иосифович Петров
Дмитрий Юрьевич Марченко
Евгений Валерьевич Гаркуша
Надежда Михайловна Рощина
Original Assignee
Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН) filed Critical Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН (ИХФ РАН)
Priority to RU2006110095/28A priority Critical patent/RU2315976C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2315976C1 publication Critical patent/RU2315976C1/en

Links

Abstract

FIELD: devices and processes for analysis of aqueous media.
SUBSTANCE: device includes set of selective sensing members and converter of analytical signal of response of said sensing members. Selective sensing members being test-forms on base of selective chromogenic analytical reagents applied onto solid carrier and they are placed in cartridge. In order to convert analytical response signal, portable scanning module controlled by personal computer is used. Number of selective sensitive members of such device depends upon number of components to be analyzed.
EFFECT: possibility for simultaneous determination of different matter concentration in multi-component aqueous medium.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для создания быстродействующих переносных портативных приборов для обнаружения и идентификации химических веществ в водной среде.The invention relates to the field of analytical chemistry and can be used to create high-speed portable portable devices for the detection and identification of chemicals in the aquatic environment.

Потребность в таких приборах в настоящее время чрезвычайно возросла, в особенности для проведения экологического и токсикологического контроля и мониторинга.The need for such devices has now increased tremendously, especially for environmental and toxicological control and monitoring.

В последние годы широкое распространение получили компактные приборы для контроля различных технологических процессов и окружающей среды на основе химических сенсоров, отличающихся высоким быстродействием, чувствительностью и специфичностью. Наиболее широко в таких сенсорах применяются металлоксидные датчики, проводящие полимеры, пьезокристаллические и оптоэлектронные датчики, каталитические транзисторы, принципы функционирования которых основаны на измерении: проводимости, приращения массы, измерения емкостных зарядов, оптических параметров и т.п. Такие сенсоры позволяют определять большое количество химических веществ в окружающей среде и практически весь спектр приоритетных токсикантов.In recent years, compact devices for monitoring various technological processes and the environment based on chemical sensors, characterized by high speed, sensitivity and specificity, have become widespread. The most widely used sensors are metal oxide sensors, conductive polymers, piezocrystalline and optoelectronic sensors, catalytic transistors, the operating principles of which are based on measurements of conductivity, mass increment, measurement of capacitive charges, optical parameters, etc. Such sensors allow you to detect a large number of chemicals in the environment and almost the entire range of priority toxicants.

Принципиальными задачами, стоящими перед разработчиками сенсорных устройств, являются увеличение их чувствительности и селективности по отношению к отдельным веществам.The principal tasks facing developers of sensor devices are to increase their sensitivity and selectivity with respect to individual substances.

Следует подчеркнуть, что сенсорные устройства, предназначенные для анализа воздушной и водной сред, значительно различаются по физико-химическим принципам, лежащим в их основе.It should be emphasized that sensory devices designed for the analysis of air and water environments differ significantly in the physicochemical principles underlying them.

Наиболее распространенным и эффективным типом сенсоров для водных растворов являются электрохимические сенсоры, основанные на потенциометрических методах анализа. В настоящее время хорошо известны разработки по созданию мультисенсорной системы с использованием массива химических сенсоров (ионселективных электродов) и искусственных нейронных сетей для количественного анализа многокомпонентных водных растворов (Ю.Г.Власов, А.В.Легин, A.M.Рудницкая, К.Ди Натале, А.Д.'Амико, Мультисенсорная система с использованием массива химических сенсоров ("электронный язык") и искусственных нейронных сетей для количественного анализа многокомпонентных водных растворов. Журнал прикладной химии, 1996, Т.69, Вып.6, с.958-964). Однако такой метод имеет определенные недостатки. Упомянутые электроды в полном смысле слова нельзя назвать высокоселективными, поскольку все виды ионов дают свой вклад в электропроводность и электрический потенциал. В этой связи именно из-за наличия перекрестной чувствительности сенсорной системы возникла потребность подвергнуть экспериментальные данные (потенциалы электродов) современной математической обработке (метод нейронных сетей) с целью получения более достоверных величин концентраций ионов.The most common and effective type of sensors for aqueous solutions are electrochemical sensors based on potentiometric methods of analysis. Currently, the development of a multisensor system using an array of chemical sensors (ion-selective electrodes) and artificial neural networks for the quantitative analysis of multicomponent aqueous solutions (Yu.G. Vlasov, A.V. Legin, AMRudnitskaya, K.Di Natale, A.D. Amiko, Multisensor system using an array of chemical sensors ("electronic language") and artificial neural networks for the quantitative analysis of multicomponent aqueous solutions. Journal of Applied Chemistry, 1996, V.69, Issue 6, pp. 958-964 ) However, this method has certain disadvantages. The mentioned electrodes in the full sense of the word cannot be called highly selective, since all types of ions contribute to electrical conductivity and electric potential. In this regard, it is precisely because of the cross sensitivity of the sensor system that there is a need to subject experimental data (electrode potentials) to modern mathematical processing (neural network method) in order to obtain more reliable values of ion concentrations.

Данный известный метод не может быть применен для обнаружения и идентификации заранее указанного вещества, в особенности органической природы, находящегося в непредсказуемой среде неизвестного состава, без предварительной калибровки всего раствора. Другими словами, наличие перекрестной чувствительности (слабая селективность) делает весьма затруднительной или даже невозможной идентификацию и измерение концентрации проблемного вещества в любой априорно неизвестной среде.This known method cannot be used to detect and identify a pre-specified substance, especially organic nature, located in an unpredictable environment of unknown composition, without first calibrating the entire solution. In other words, the presence of cross sensitivity (poor selectivity) makes it very difficult or even impossible to identify and measure the concentration of the problematic substance in any a priori unknown medium.

Известен способ для обнаружения химических веществ в водной среде с помощью измерения остаточной магнитной индукции (RU 2175136, G01N 33/543, G01N 33/532, 20.10.2001). В данном способе производится количественный анализ химических веществ в жидкой фазе с помощью измерения остаточной магнитной индукции связывания с использованием соединений, пригодных для этого. При этом сначала маркируют вещества, имеющие специфическую структуру, ферримагнитными или ферромагнитными веществами, а затем эти магнитно-маркированные вещества со специфической структурой добавляют к измеряемой пробе, измеряемую пробу намагничивают с помощью прикладываемого снаружи магнитного поля и после отключения внешнего поля измеряют остаточную магнитную индукцию намагничивания с помощью сенсоров магнитного поля, при этом измеряют остаточную магнитную индукцию, возникающую вследствие специфического связывания.A known method for the detection of chemicals in the aquatic environment by measuring the residual magnetic induction (RU 2175136, G01N 33/543, G01N 33/532, 10.20.2001). In this method, a quantitative analysis of chemicals in the liquid phase is carried out by measuring the residual magnetic induction of binding using compounds suitable for this. First, substances with a specific structure are labeled with ferrimagnetic or ferromagnetic substances, and then these magnetically labeled substances with a specific structure are added to the measured sample, the measured sample is magnetized using an external magnetic field, and after the external field is turned off, the residual magnetic induction is measured with using magnetic field sensors, the residual magnetic induction resulting from specific binding is measured.

Недостатками этого метода является необходимость предварительной маркировки веществ со специфической структурой ферри- или ферромагнитными метками, что усложняет и без того трудоемкую процедуру измерений.The disadvantages of this method are the need for preliminary labeling of substances with a specific structure of ferri- or ferromagnetic labels, which complicates the already laborious measurement procedure.

В патенте RU 2263904, G01N 27/00, 10.11.2005 описывается сенсор на антиоксиданты, представляющий собой устройство одноразового действия для детектирования присутствия или отсутствия в водном образце окислительно-восстановительного реакционноспособного анализируемого вещества. Устройство представляет собой электрохимическую ячейку, имеющую сенсорную камеру, первый электрод, второй электрод, отверстие для введения образца в сенсорную камеру и реагент, содержащийся внутри сенсорной камеры. Электрохимическая ячейка сконструирована заменяемой после использования в одном отдельно взятом эксперименте. При этом реагент способен подвергаться окислительно-восстановительной реакции непосредственно с анализируемым веществом с генерацией электрического сигнала, указывающего на присутствие или отсутствие анализируемого вещества.In the patent RU 2263904, G01N 27/00, 10.11.2005 a sensor for antioxidants is described, which is a one-time device for detecting the presence or absence of a redox reactive analyte in an aqueous sample. The device is an electrochemical cell having a sensor chamber, a first electrode, a second electrode, an opening for introducing a sample into the sensor chamber, and a reagent contained within the sensor chamber. The electrochemical cell is designed to be replaceable after use in one single experiment. In this case, the reagent is capable of undergoing a redox reaction directly with the analyte with the generation of an electrical signal indicating the presence or absence of the analyte.

Очевидным недостатком устройства является принципиальная невозможность создания на его основе мультисенсорной системы для анализа многокомпонентного водного раствора. Кроме того, на основе таких датчиков невозможно сконструировать малогабаритное сенсорное устройство.An obvious disadvantage of the device is the fundamental impossibility of creating on its basis a multisensor system for the analysis of a multicomponent aqueous solution. In addition, on the basis of such sensors it is impossible to construct a small-sized sensor device.

Известны флюоресцентные сенсоры для анализа многокомпонентных водных сред на основе многоканальных структур. В патенте US 6023540, МКИ G02B 6/26, НКИ 385/12, 08.02.2000 описан сенсор, полученный путем спекания пучка из большого числа оптиковолоконных нитей, каждая из которых состоит из двух коаксиальных слоев. Внутренний слой каждой нити вытравлен на небольшую глубину, куда помещают микрогранулы твердого сорбента. В патенте RU 2252411, G01N 21/64, G01N 23/223, 20.05.2005 многоканальная структура флюоресцентного сенсора представляет собой отрезок поликапиллярной трубки со сквозными капиллярами, образующими микроканалы, которые заполнены двумя слоями несмешивающихся веществ. Один слой образован водой или водным раствором, а другой - органическим веществом. В водный слой в микроканалы помещены микрогранулы сорбента. В этом устройстве микрогранулы сорбента выполняют роль концентратора анализируемых веществ. Концентрация анализируемых веществ определяется с помощью рентгено-флюоресцентного или люминисцентного спектральных методов, выполняющих в данном случае роль трасдьюсера (преобразователя) первичного сигнала чувствительного элемента. В данной мультисенсорной системе капилляры с наполнителем играют роль чувствительных элементов. Характерные времена анализа водных растворов с помощью этой системы составляют десятки-сотни минут, что позволяет определять очень низкие концентрации аналитов, недоступные при прямом аналитическом контроле методом рентгеновской флюоресценции.Known fluorescent sensors for the analysis of multicomponent aqueous media based on multichannel structures. In the patent US 6023540, MKI G02B 6/26, NKI 385/12, 08.02.2000 describes a sensor obtained by sintering a beam of a large number of fiber optic filaments, each of which consists of two coaxial layers. The inner layer of each strand is etched to a shallow depth where microspheres of the solid sorbent are placed. In patent RU 2252411, G01N 21/64, G01N 23/223, 05.20.2005, the multichannel structure of the fluorescent sensor is a segment of a multicapillary tube with through capillaries forming microchannels that are filled with two layers of immiscible substances. One layer is formed by water or an aqueous solution, and the other is organic matter. Sorbent microgranules are placed in the microchannel water layer. In this device, the microspheres of the sorbent act as a concentrator of the analytes. The concentration of the analytes is determined using x-ray fluorescence or luminescent spectral methods, which in this case play the role of a transducer (converter) of the primary signal of the sensing element. In this multisensory system, filled capillaries play the role of sensitive elements. The characteristic times of analysis of aqueous solutions using this system are tens to hundreds of minutes, which makes it possible to determine very low concentrations of analytes that are not available with direct analytical control by x-ray fluorescence.

Основными недостатками многоканальных флюоресцентных сенсоров являются сложная технология их изготовления и необходимость использования громоздких и дорогих приборов типа люминисцентного спектрального анализатора или рентгенофлюоресцентного анализатора, выполняющих роль трансдьюсеров (преобразователей) первичных сигналов концентрационно чувствительных элементов. Недостатком является также длительное время проведения анализа (десятки-сотни минут). Кроме того, процедура проведения измерений является довольно сложной и требующей специальных навыков и высокой квалификации обслуживающего персонала.The main disadvantages of multichannel fluorescent sensors are the complex technology of their manufacture and the need to use bulky and expensive instruments such as a luminescent spectral analyzer or an X-ray fluorescence analyzer, which serve as transducers (converters) of primary signals of concentration-sensitive elements. The disadvantage is the long analysis time (tens to hundreds of minutes). In addition, the measurement procedure is quite complicated and requires special skills and highly qualified staff.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является мультисенсорное устройство для анализа многокомпонентных водных или газовых сред, представлящее собой матричную пьезосорбционную ячейку детектирования, описанное в патенте RU 2212657, G01N 27/12, 20.09.2003 (прототип). Пьезосорбционная ячейка детектирования состоит из корпуса с двумя патрубками (один для ввода жидкой анализируемой пробы, другой - для газообразной, если один из патрубков не эксплуатируется, он закрывается герметичной заглушкой), внутри которого (на крышке корпуса) расположен набор из шести пьезосенсоров с чувствительными селективными пленочными покрытиями сорбционного типа, и устройств для возбуждения колебаний и для регистрации и преобразования аналитического сигнала откликов пьезосенсоров. К крышке корпуса детектора подсоединена микросхема для управления генерацией колебаний и фиксирования первичных сигналов отклика чувствительных элементов, которые передаются в компьютер и обсчитываются по определенному алгоритму. Ввод анализируемой пробы осуществляется в статических условиях.Closest to the proposed device is a multisensor device for the analysis of multicomponent aqueous or gaseous media, which is a matrix piezosorption detection cell described in patent RU 2212657, G01N 27/12, 09/20/2003 (prototype). The piezosorption detection cell consists of a body with two nozzles (one for injecting a liquid sample to be analyzed, the other for a gaseous one, if one of the nozzles is not in operation, it is closed by an airtight plug), inside of which (on the housing cover) there is a set of six piezosensors with sensitive selective sorption-type film coatings, and devices for exciting oscillations and for recording and converting the analytical signal of the responses of piezosensors. A microcircuit is connected to the cover of the detector housing to control the generation of oscillations and fix the primary response signals of the sensitive elements, which are transmitted to the computer and are calculated according to a certain algorithm. The input of the analyzed sample is carried out in static conditions.

Недостатками устройства-прототипа являются сложность и высокая стоимость изготовления селективных концентрационно чувствительных элементов, размещенных в пьезосорбционной ячейке, а также их ограниченное количество (шесть сенсоров). Кроме того, подготовка системы к повторным измерениям путем регенерации сорбционных пленок на пьезодатчиках, например, промывкой чистой водой, если она возможна, занимает слишком много времени. Замена пьезосенсоров на новые приводит к значительному удорожанию анализа. Кроме того, процедура проведения измерений и принятия решения является довольно сложной и требует специальных навыков и высокой квалификации операторов.The disadvantages of the prototype device are the complexity and high cost of manufacturing selective concentration-sensitive elements placed in a piezosorption cell, as well as their limited number (six sensors). In addition, preparing the system for repeated measurements by regenerating sorption films on piezoelectric sensors, for example, rinsing with clean water, if possible, takes too much time. The replacement of piezosensors with new ones leads to a significant increase in the cost of analysis. In addition, the procedure for taking measurements and making decisions is rather complicated and requires special skills and highly qualified operators.

Задачей изобретения является разработка такого высокоселективного мультисенсорного устройства для анализа многокомпонентных водных сред, которое обеспечит достижение технического результата, заключающегося в упрощении и удешевлении технологии изготовления мультисенсорного устройства, в практически неограниченном увеличении числа анализируемых компонентов в водных растворах и в упрощении процедуры проведения измерений, не требующей специальных навыков и высокой квалификации обслуживающего персонала.The objective of the invention is the development of such a highly selective multi-sensor device for the analysis of multicomponent aqueous media, which will achieve the technical result, which consists in simplifying and cheapening the manufacturing technology of the multi-sensor device, in almost unlimited increase in the number of analyzed components in aqueous solutions and in simplifying the measurement procedure that does not require special skills and highly qualified staff.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым мультисенсорным устройством для анализа многокомпонентных водных сред, содержащим набор селективных чувствительных элементов и преобразователь аналитического сигнала отклика чувствительных элементов, в котором селективные чувствительные элементы представляют собой тест-формы на основе селективных хромогенных аналитических реагентов, помещенные в картридж, выполненный с возможностью экспонирования в анализируемой водной среде, и число тест-форм в картридже совпадает с количеством веществ, определяемых в многокомпонентной водной среде.The solution of this problem is achieved by the proposed multisensor device for the analysis of multicomponent aqueous media containing a set of selective sensitive elements and an analyzer of the analytical response signal of the sensitive elements, in which the selective sensitive elements are test forms based on selective chromogenic analytical reagents placed in a cartridge configured to exposure in the analyzed aqueous medium, and the number of test forms in the cartridge matches the number Twomey substances defined in multicomponent aqueous medium.

Селективный хромогенный аналитический реагент в тест-форме может быть нанесен на твердый носитель, который может быть выполнен на основе нетканого материала, бумаги или ткани.The selective chromogenic assay reagent in the test form can be applied to a solid carrier, which can be made on the basis of non-woven material, paper or fabric.

В качестве преобразователя аналитического сигнала отклика чувствительных элементов может быть использован портативный сканирующий модуль, управляемый персональным компьютером.A portable scanning module controlled by a personal computer can be used as a converter of the analytical response signal of the sensitive elements.

Тест-формы, содержащие селективные хромогенные аналитические реагенты, компонуются в картридж, причем число тест-форм в картридже совпадает с количеством веществ (аналитов), определяемых в многокомпонентной водной среде. Каждая тест-форма строго соответствует определенному аналиту. Картридж для тест-форм изготовлен из полупроницаемой в водной среде полимерной пленки. Картридж с тест-формами предназначен для однократного использования. Отметим, что процедура изготовления хромогенных тест-форм, сводящаяся к пропитке твердых носителей растворами хромогенных аналитических реагентов и дальнейшей просушке, может быть легко и быстро выполнена в обычной химической лаборатории персоналом невысокой квалификации.Test forms containing selective chromogenic analytical reagents are arranged in a cartridge, and the number of test forms in the cartridge coincides with the number of substances (analytes) determined in a multicomponent aqueous medium. Each test form strictly corresponds to a specific analyte. The cartridge for test forms is made of a polymer film which is semi-permeable in an aqueous medium. The test cartridge is for single use only. It should be noted that the procedure for manufacturing chromogenic test forms, which consists in impregnating solid carriers with solutions of chromogenic analytical reagents and further drying, can be easily and quickly performed in ordinary chemical laboratories by unskilled personnel.

В таблице для примера показаны некоторые из хромогенных аналитических реагентов в сопоставлении с соответствующими им стандартными приоритетными загрязнителями водных сред списка РД 52.04.253-90 аварийно химически опасных веществ (АХОВ), утвержденного Росгидрометом.As an example, the table shows some of the chromogenic analytical reagents in comparison with the corresponding standard priority pollutants of aqueous media of the list RD 52.04.253-90 of hazardous chemicals (AHOV) approved by Roshydromet.

Таблица.Table. No. Анализируемое вещество (ион)Analyte (ion) Хромогенные аналитические реагентыChromogenic Analytical Reagents 1one АлюминийAluminum Эриохромцианин Р или хромазурол СEriochromcyanin P or chromazurol C 22 АммонийAmmonium Реактив Несслера или салициловая к-та+хлорамин БNessler's reagent or salicylic acid + chloramine B 33 БензпиренBenzpyrene Собственная люминесценцияIntrinsic luminescence 4four ЖелезоIron о-фенантролин или трипиридилтриазинo-phenanthroline or tripyridyl triazine 55 МедьCopper Купризон или диэтилдитиокарбамат цинкаZinc cuprizone or diethyldithiocarbamate 66 МышьякArsenic Соли тетразолияTetrazolium salts 77 НефтепродуктыOil products ФормазаныFormazan 88 НитратыNitrates Восстановители на основе цинковой пыли. Реагенты на основе хромотроповой кислоты или N,N-диэтил1-аминонафталинаReducers based on zinc dust. Reagents based on chromotropic acid or N, N-diethyl1-aminonaphthalene 99 НитритыNitrite Реагенты на основе хромотроповой кислоты или N,N-диэтил1-аминонафталинаReagents based on chromotropic acid or N, N-diethyl1-aminonaphthalene 1010 АПАВ*APAV * Основный красительBasic dye 11eleven КПАВ**KPAV ** Кислотный трифенилметановый красительAcid Triphenylmethane Dye 1212 СвинецLead Арсазен, ПАНArsazen, PAN 1313 СульфатыSulphates Комплексы бария с азокрасителями(бериллон (II) и аналоги)Complexes of barium with azo dyes (beryllon (II) and analogues) 14fourteen ФосфатыPhosphates Молибдаты органических основанийMolybdates of organic bases 15fifteen ХлоридыChlorides Комплексы ртути с хромогенными реагентамиComplexes of mercury with chromogenic reagents 1616 ФенолыPhenols 4-аминоантипирин в присутствии окислителя4-aminoantipyrine in the presence of an oxidizing agent 1717 ФторидыFluoride Комплексы циркония и галлоцианина или азокрасителяComplexes of zirconium and gallocyanine or azo dye 18eighteen СульфидыSulfides N.N-диэтилпарадиметиланилинN.N-diethylparadimethylaniline 1919 ХроматыChromats ДифенилкарбазидDiphenylcarbazide 20twenty ЦинкZinc Азокрасители (ПАР, сульфарсазен)Azo dyes (PAR, sulfarsazen) * АПАВ - анионное поверхностно-активное вещество.* APAW - anionic surfactant. ** КПАВ - катионное поверхностно-активное вещество.** KPAV - cationic surfactant.

Предлагаемое мультисенсорное устройство состоит (см. чертеж) из хромогенных тест-форм (1), помещенных в картридж (2), портативного сканера (4) и персонального компьютера (5).The proposed multisensor device consists (see drawing) of chromogenic test forms (1) placed in a cartridge (2), a portable scanner (4) and a personal computer (5).

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

Картридж (2) заправляется заранее подготовленными хромогенными тест-формами (1), подобранными для набора химических веществ, обнаружение и измерение концентраций которых в водной среде предполагается. Картридж с тест-формами экспонируется в анализируемой водной среде, а затем для измерения изменения цветометрических характеристик (3) тест-форм он помещается на стекло планшетного столика сканера (4). В случае необходимости на стекло планшетного столика помещается эталонная цветовая шкала, параметры которой также могут быть заранее введены в память компьютера. В сканере происходит первичное преобразование цветовой информации, после чего данные передаются в компьютер (ноутбук) (5). При помощи компьютера осуществляется управление работой сканирующего модуля, считывание из него информации, ее математическая обработка и вывод на дисплей, принтер (6) или носители информации (7) в виде конечных результатов анализа. Длительность анализа не превышает нескольких минут.The cartridge (2) is refilled with pre-prepared chromogenic test forms (1), selected for a set of chemicals, the detection and measurement of concentrations of which in the aquatic environment is assumed. The cartridge with the test forms is exposed in the analyzed aqueous medium, and then to measure the changes in the colorimetric characteristics (3) of the test forms, it is placed on the glass of the scanner flat table (4). If necessary, a reference color scale is placed on the glass of the tablet table, the parameters of which can also be pre-entered into the computer's memory. In the scanner, the primary conversion of color information occurs, after which the data is transmitted to a computer (laptop) (5). Using a computer, the operation of the scanning module is controlled, information is read from it, its mathematical processing and output to a display, printer (6) or information carriers (7) in the form of final analysis results. The duration of the analysis does not exceed several minutes.

Таким образом, предлагаемое мультисенсорное устройство является высокоселективным - позволяет одновременно определять с высокой точностью концентрации большого числа различных веществ в многокомпонентной водной среде, отличается простотой и низкой стоимостью его изготовления, простотой и легкостью процедуры анализа, не требующей специальных навыков и высокой квалификации обслуживающего персонала. Длительность анализа не превышает нескольких минут. Количество селективных чувствительных элементов в устройстве с учетом их легкой заменяемости и низкой стоимости не ограничено и зависит лишь от числа анализируемых компонентов.Thus, the proposed multi-sensor device is highly selective - it allows you to simultaneously determine with high accuracy the concentration of a large number of different substances in a multicomponent aqueous medium, it is characterized by the simplicity and low cost of its manufacture, simplicity and ease of analysis procedure, which does not require special skills and highly qualified staff. The duration of the analysis does not exceed several minutes. The number of selective sensitive elements in the device, taking into account their easy replaceability and low cost, is not limited and depends only on the number of analyzed components.

Claims (4)

1. Мультисенсорное устройство для анализа многокомпонентных водных сред, содержащее набор селективных чувствительных элементов и преобразователь аналитического сигнала отклика чувствительных элементов, отличающееся тем, что селективные чувствительные элементы представляют собой тест-формы на основе селективных хромогенных аналитических реагентов, помещенные в картридж, выполненный с возможностью экспонирования в анализируемой водной среде, и число тест-форм в картридже совпадает с количеством веществ, определяемых в многокомпонентной водной среде.1. A multisensor device for the analysis of multicomponent aqueous media, containing a set of selective sensitive elements and an analyzer of the analytical response signal of the sensitive elements, characterized in that the selective sensitive elements are test forms based on selective chromogenic analytical reagents placed in a cartridge configured for exposure in the analyzed aqueous medium, and the number of test forms in the cartridge matches the number of substances defined in the multicomponent nt aqueous environment. 2. Мультисенсорное устройство для анализа многокомпонентных водных сред по п.1, отличающееся тем, что селективный хромогенный аналитический реагент в тест-форме нанесен на твердый носитель.2. A multisensor device for analyzing multicomponent aqueous media according to claim 1, characterized in that the selective chromogenic analytical reagent in the test form is applied to a solid carrier. 3. Мультисенсорное устройство для анализа многокомпонентных водных сред по п.2, отличающееся тем, что твердый носитель в тест-форме выполнен на основе нетканого материала, бумаги или ткани.3. A multisensor device for analyzing multicomponent aqueous media according to claim 2, characterized in that the solid carrier in the test form is made on the basis of non-woven material, paper or fabric. 4. Мультисенсорное устройство для анализа многокомпонентных водных сред по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что в качестве преобразователя аналитического сигнала отклика чувствительных элементов использован портативный сканирующий модуль, управляемый персональным компьютером.4. A multisensor device for analyzing multicomponent aqueous media according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a portable scanning module controlled by a personal computer is used as a converter of the analytical response signal of the sensitive elements.
RU2006110095/28A 2006-03-30 2006-03-30 Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media RU2315976C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110095/28A RU2315976C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006110095/28A RU2315976C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2315976C1 true RU2315976C1 (en) 2008-01-27

Family

ID=39110088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006110095/28A RU2315976C1 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2315976C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446394C1 (en) * 2011-01-26 2012-03-27 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Multichannel cable-scanner colorimetre for analysing multicomponent aqueous solutions
RU2620264C2 (en) * 2015-08-13 2017-05-24 Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области Московский государственный областной университет (МГОУ) Method for spectrophotometric determination of fluoride ion in natural objects and waste waters
RU2796055C2 (en) * 2021-06-16 2023-05-16 Акционерное общество "Научно-проектное объединение "Разработка, Изготовление, Внедрение, Сервис" Automatic system for monitoring the elemental composition of samples of pulp products

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446394C1 (en) * 2011-01-26 2012-03-27 Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Multichannel cable-scanner colorimetre for analysing multicomponent aqueous solutions
RU2620264C2 (en) * 2015-08-13 2017-05-24 Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области Московский государственный областной университет (МГОУ) Method for spectrophotometric determination of fluoride ion in natural objects and waste waters
RU2796055C2 (en) * 2021-06-16 2023-05-16 Акционерное общество "Научно-проектное объединение "Разработка, Изготовление, Внедрение, Сервис" Automatic system for monitoring the elemental composition of samples of pulp products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5246741B2 (en) Apparatus for detecting contaminants in liquid and system for using the same
Gründler Chemical sensors: an introduction for scientists and engineers
Yuqing et al. New technology for the detection of pH
US5440927A (en) Fiber optic moisture sensor
SE532492C2 (en) Methods for detecting contaminants in a liquid
Zilberman et al. Dissolved ammonia sensing in complex mixtures using metalloporphyrin-based optoelectronic sensor and spectroscopic detection
CN108956994B (en) Method and apparatus for measuring physiological properties of biological samples
Suzuki et al. Micromachined Severinghaus-type carbon dioxide electrode
Frankær et al. A unified approach for investigating chemosensor properties–dynamic characteristics
RU2315976C1 (en) Multi-sensor device for analysis of multi-component aqueous media
CN206906239U (en) Water quality detection probe and water quality testing meter
US20190017987A1 (en) Performing one or more analyses on a thin layer of biologic fluid using optically responsive chemical sensors
SU1333244A3 (en) Device for potentiometric determination of concentration of ions in solutions
US9588075B2 (en) Sensor for detecting hydrogen ions in an aqueous solution
Baldini Critical review of pH sensing with optical fibers
US9465023B2 (en) Device and method for unit use sensor testing
US20040211242A1 (en) Multi-purpose monitoring system
JPH0213959Y2 (en)
Dybko et al. Analyte recognition and signal conversion in potentiometric and optical chemical sensors
Anand Raj et al. Research insights on the development of biosensors
RU2786374C1 (en) Apparatus for measuring the concentration of dissolved oxygen in aqueous solutions and suspensions of biological objects using a fibre-optic oxygen sensor
CN217587022U (en) Sample detection device
Selva et al. Information extraction techniques in chemical sensing
Fraden Chemical sensors
US20210164975A1 (en) Methods to register and interpret lateral flow test strip assay measurements by transmission of multi-wavelength visible and near-visible light

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130331