RU2364863C1

RU2364863C1 - Индикаторный плоский элемент для контроля вредных веществ, набор, содержащий индикаторный плоский элемент, комплект и способ для экспресс-анализа воздуха

Info

Publication number: RU2364863C1
Application number: RU2008111559/28A
Authority: RU
Original assignee: ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Лаборатория биохимических методов"
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Изобретение относится к области экологии, а именно к портативным средствам, используемым для экспресс-анализа воздуха на наличие вредных веществ. Технический результат направлен на упрощение использования индикаторных плоских элементов (ИПЭ), повышение эргономических характеристик устройства, повышение надежности воспроизводимости и чувствительности контроля. ИПЭ содержит полимерный контейнер, состоящий из двух деталей, неразъемно соединенных по наружному краю и образующих между собой полость, в которой расположены: индикаторный билет, изготовленный из нетканого полимерного материала, имеющего высокую сорбционную способность, фильтрующая подложка, расположенная по существу параллельно индикаторному билету, и расположенные между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой герметичные емкости, представляющие собой ампулы или запаянные пакеты из комбинированного металлизированного материала, содержащие индикаторный раствор и, необязательно, воду и/или буферный раствор; причем на противоположных сторонах полимерного контейнера в каждой его детали имеется, по меньшей мере, одно отверстие для доступа воздуха, причем отверстие в одной из деталей перекрыто индикаторным билетом, а в другой - фильтрующей подложкой. Герметизация ИПЭ обеспечивается путем запаивания его в пакет из металлизированного полимерного материала. Изобретение также относится к набору и комплекту, содержащим ИПЭ согласно изобретению, а также к способу экспресс-анализа воздуха с использованием указанного ИПЭ. 4 н. и 69 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области экологии, а именно к портативным средствам, используемым для экспресс-анализа воздуха на наличие вредных веществ.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время достигнут значительный прогресс в разработке портативных систем для экспресс-анализа большого числа различных по химической природе загрязняющих веществ. Например, разработаны индикаторные трубки [1, 5, 6, 7], индикаторная бумага [3], комплекты [2] и матрицы [4] для качественного и/или количественного определения содержания нефтепродуктов, фосфорорганических соединений, окиси и двуокиси углерода, масла, топлив и других примесей в газовой и жидких средах.

Среди индикаторных систем для определения в атмосфере вредных веществ наиболее информативными являются субстрат-индикаторные системы. Субстрат-индикаторные системы, используемые в данной области техники, выполняют в форме индикаторных трубок [1, 7], индикаторных плоских элементов (ИПЭ) [8], «индикаторных билетов» [2, 9], индикаторной бумаги [3] или матрицы [4]. Следует отметить, что большинство известных индикаторных систем имеют ряд существенных недостатков, а именно невозможность или затрудненность их использования в полевых условиях, при экстремальных значениях температуры окружающей среды, малый диапазон концентраций определяемых загрязняющих веществ, недостаточная чувствительность. Поэтому в данной области техники существует потребность в разработке более совершенных, простых в использовании и надежных индикаторных систем для контроля наличия и уровня загрязняющих веществ.

По сравнению с индикаторными трубками, плоские индикаторные элементы обладают рядом преимуществ, в частности тем, что позволяют проводить анализ не только в динамических условиях, то есть путем прокачивания через них воздуха при помощи насоса, но и в статических условиях, то есть просто путем помахивания элементом в воздухе, в котором предполагается наличие вредных веществ.

Наиболее близкий к заявляемому техническому решению и выбранный в качестве ближайшего аналога ИПЭ предназначен для контроля вредных веществ, а именно нервно-паралитических газов [8]. ИПЭ представляет собой пластиковую полоску. Одна половина пластиковой полоски содержит два бумажных диска, один из которых импрегнирован (пропитан) раствором фермента, а другой - субстратом розового цвета, к другой половине пластиковой полоски прикреплена ампула, содержащая реагент. Ампула с реагентом находится в трубке, которая помогает раствору реагента стекать на бумажный диск, импрегнированный раствором фермента. Каждый ИПЭ хранится в индивидуальной водонепроницаемой упаковке.

Для контроля окружающей среды на наличие нервно-паралитических газов, например фосфорорганических веществ (ФОВ), вскрывают индивидуальную упаковку, затем вручную разбивают ампулу, содержащую реагент, позволяя жидкости стечь через трубку на бумажный диск, импрегнированный раствором фермента. После этого подготовленный указанным образом ИПЭ выносят на зараженный воздух и размахивают им. Затем пластиковую полоску вручную сгибают таким образом, чтобы соединить бумажный диск, импрегнированный раствором фермента, и бумажный диск, импрегнированный раствором субстрата для взаимодействия фермента и субстрата между собой, и удерживают в согнутом положении в течение 20 секунд. Результат анализа оценивают через 2 минуты. Синий цвет бумажного диска, импрегнированного раствором фермента, указывает на отсутствие вредных веществ, а белый цвет указывает на присутствие вредных веществ в анализируемом воздухе. Быстродействие ИПЭ составляет 7 минут и 20 секунд (5 минут нахождения на воздухе для контакта с вредными веществами, 20 секунд для взаимодействия реагентов и 2 минуты для развития цветового перехода). Чувствительность определения паров ФОВ составляет 1-5×10^-5 мг/дм³.

Недостатками описанного выше известного ИПЭ являются:

- неравномерное смачивание раствором реагента бумажного диска, импрегнированного раствором субстрата, при разбивании ампулы и произвольном стекании раствора реагента через трубку;

- низкая достоверность результата анализа, вызванная необходимостью сгибания вручную пластиковой полоски для соединения бумажных дисков;

- низкая надежность результата, связанная с трудностью визуального определения цветового перехода;

- низкая точность количественного определения концентрации контролируемого вещества из-за трудности визуальной оценки цветового перехода;

- влияние примесей, а именно пороховых газов на достоверность результата;

- затрудненность использования ИПЭ в полевых условиях, обусловленная наличием точных операций, а именно вскрытием ампулы, смачиванием бумажного диска, сжатием пластиковой полоски и удержанием ее в определенном положении, которые выполняются вручную;

- вероятность получения травмы вследствие разбивания ампулы вручную.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачами настоящего изобретения являются упрощение использования ИПЭ, повышение эргономических характеристик устройства, повышение надежности, воспроизводимости и чувствительности контроля.

Поставленные задачи решаются путем создания индикаторного плоского элемента (ИПЭ) для контроля вредных веществ согласно настоящему изобретению, который содержит полимерный контейнер, состоящий из двух деталей, неразъемно соединенных (например, спаянных, сплавленных или склеенных) вместе по наружному краю и образующих между собой полость, в которой расположены:

- индикаторный билет,

- фильтрующая подложка, расположенная по существу параллельно индикаторному билету, и

- по меньшей мере, одна герметичная емкость, представляющая собой ампулу или запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, содержащая индикаторный раствор и, необязательно, воду и/или буферный раствор;

причем

- индикаторный билет изготовлен из нетканого полимерного материала, имеющего высокую сорбционную способность,

- на противоположных сторонах полимерного контейнера в каждой детали выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для доступа воздуха,

- отверстие (отверстия) в одной из указанных деталей перекрыто индикаторным билетом, а отверстие (отверстия) в другой детали перекрыто фильтрующей подложкой, и

- герметичная емкость (герметичные емкости) расположена (расположены) между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой.

Фильтрующая подложка, которая не использовалась в технических решениях, известных из предшествующего уровня техники, обеспечивает защиту насоса от затекания в него жидкости (в том случае, когда для анализа используют прокачивание воздуха через ИПЭ при помощи насоса), а также фиксацию входящих в элемент ИПЭ одной или более ампул (запаянных пакетов).

Размещение ампул внутри контейнера между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой обеспечивает надежное фиксирование ампул в непосредственной близости к индикаторному билету, в результате чего достигается равномерное смачивание билета индикаторным раствором и повышение точности анализа. Кроме того, такое расположение элементов устройства обеспечивает возможность безопасной работы с устройством, практически исключая вероятность получения повреждений кожи или защитной одежды (перчаток) осколками ампул при их разбивании.

Наличие отверстия для доступа воздуха обеспечивает возможность простого визуального контроля изменения цвета на границе участка индикаторного билета, через который проходит воздух, предположительно зараженный вредным веществом (то есть участка, расположенного напротив отверстия), и того участка, который перекрыт сплошной частью детали полимерного контейнера. Даже незначительная разница в цвете индикаторного билета на этих участках указывает на наличие в воздухе анализируемого вещества. Поэтому ИПЭ согласно изобретению позволяет обнаруживать наличие таких низких концентраций вредных веществ, которые не могут быть обнаружены при использовании известных аналогов.

Для упрощения изготовления устройства предпочтительно одна из деталей, образующих контейнер, является плоской, а вторая - формованной, например вогнутой.

Наиболее прост в изготовлении и надежен в использовании ИПЭ, в котором контейнер выполнен в форме диска, хотя он может иметь также другую форму, например быть прямоугольным.

Если контейнер выполняют в форме диска, то формованная деталь может быть выполнена в форме тарелки, имеющей дно, по существу перпендикулярную ему боковую стенку цилиндрической формы и по существу параллельный дну край, выступающий наружу относительно стенки.

Если контейнер имеет другую форму, то боковая стенка имеет не цилиндрическую форму, а повторяет эту другую форму. Например, если контейнер выполнен прямоугольным, то боковая стенка формованной детали имеет форму по существу прямоугольной призмы, в сечении несколько меньшей, чем размер плоской детали полимерного контейнера, чтобы обеспечить беспрепятственное и удобное соединение этих деталей. В остальном конструкция аналогична конструкции контейнера в форме диска.

Индикаторный билет и фильтрующая подложка предпочтительно имеют форму и размеры, соответствующие форме и размерам продольного сечения полости контейнера, так, чтобы они перекрывали отверстия в деталях контейнера и надежно фиксировали емкости с индикаторным раствором и водой (ампулы или запаянные пакеты) внутри контейнера.

При изготовлении контейнера край формованной детали соединяют неразъемным образом (например, путем спаивания, сплавления или склеивания) с плоской деталью, предварительно разместив внутри образующейся в результате этого полости другие элементы устройства. При этом наружные размеры формованной детали и плоской детали предпочтительно одинаковы, так, чтобы края этих деталей при их соединении совпадали.

Полимер для изготовления полимерного контейнера должен быть прозрачным и инертным. Для обеспечения работы устройства в широком диапазоне температур полимер должен сохранять свои свойства предпочтительно при температурах от -50°С до 120°С.

Примерами наиболее предпочтительных полимеров, подходящих для изготовления полимерного контейнера, могут служить полиэтилен высокого давления и полипропилен, хотя могут быть использованы и другие полимеры, например поливинилхлорид, фторопласт, сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен).

Для прокачивания воздуха в центре каждой детали полимерного контейнера выполнено, по меньшей мере, одно отверстие. Предпочтительно отверстия выполняются в виде окружности, диаметр которой совпадает с диаметром переходника (насадки) используемого насоса (если для осуществляемого анализа предполагается использование насоса). Отверстия для доступа воздуха могут быть выполнены не в виде одной окружности, а в виде нескольких отверстий, расположенных рядом. Кроме того, у одной или обеих деталей полимерного контейнера может иметься переходник, расположенный по ходу потока воздуха и обеспечивающий присоединение элемента ИПЭ к насосу или другому оборудованию без использования переходника или насадки.

В некоторых случаях, при использовании реагентов, которые являются стабильными на воздухе, герметизация ИПЭ может вообще не требоваться. Однако при необходимости герметизация устройства может обеспечиваться путем запаивания его в герметичную упаковку - пакет из газонепроницаемого и влагонепроницаемого комбинированного металлизированного материала. В качестве такого материала может использоваться полимерно-алюминиевая пленка, например полиэтилен-алюминиевая или полипропилен-алюминиевая.

Для использования ИПЭ на практике на металлизированную упаковку наносят маркировку, принятую в данной области для обозначения индикаторных систем для анализа соответствующего вещества.

Нетканый полимерный материал, применяемый для изготовления индикаторного билета, должен иметь высокую сорбционную способность, чтобы обеспечивать высокую эффективность изменения цвета индикатора и высокую длительность сохранения индикационного эффекта. Предпочтительно индикаторный билет выполнен из нетканого материала, изготовленного из полимерных волокон. В предпочтительном примере осуществления изобретения индикаторный билет представляет собой диск из такого нетканого полимерного материала.

Подходящими материалами для изготовления индикаторного билета могут быть, например, полиэтилен низкого давления, полипропилен, поливиниловый спирт, полиэфиры, вискоза, стеклоткань, или сополимер этилена с пропиленом, или сополимер этилена с поливинилхлоридом. В силу того, что требуемые высокие сорбционные свойства полимерного материала обеспечиваются, прежде всего, за счет рыхлой упаковки его полимерных цепей, пригодные полимерные материалы предпочтительно должны быть изготовлены способом, обеспечивающим такую упаковку.

На таких полимерных индикаторных билетах за счет глубокой сорбции изменение цвета красителя выражается более заметно, и индикационный эффект (изменение цвета) при обнаружении контролируемого вещества сохраняется во много раз дольше (более 30 мин), чем, например, при использовании индикаторных билетов на бумажной основе, которые использовались в плоских индикаторных системах, известных из предшествующего уровня техники.

Для осуществления анализа некоторых веществ индикаторный билет может быть предварительно (то есть до помещения его в полость контейнера) импрегнирован (пропитан) индикаторным раствором.

Для защиты насоса от затекания жидкости и фиксации входящих в ИПЭ ампул (или запаянных пакетов) между ампулами (пакетами) с индикаторным раствором и соответствующей деталью контейнера из полимерного материала (в предпочтительном примере осуществления изобретения - формованной деталью) размещена фильтрующая подложка. Фильтрующая подложка способна поглощать жидкость и пропускать воздух, проходящий или прокачиваемый через ИПЭ. Предпочтительно фильтрующая подложка выполнена из нетканого материала, изготовленного из полимерных волокон. Походящим материалом для изготовления такой фильтрующей подложки может быть, например, вискоза. В предпочтительном примере осуществления изобретения фильтрующая подложка представляет собой диск из нетканого полимерного материала.

Ампулы, содержащие индикаторный раствор, могут быть выполнены из стекла или полимерного материала. Количество ампул, входящих в состав ИПЭ, может варьироваться от одной до четырех, в частности две. Кроме того, вместо ампул или наряду с ними может применяться запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала с соответствующим индикаторным раствором (или водой, или буферным раствором). В различных ампулах (или запаянных пакетах), содержащихся в одном ИПЭ, может находиться одинаковый индикаторный раствор, или они могут содержать индикаторные растворы разных типов. Даже в том случае, когда для осуществления анализа требуется только один раствор, предпочтительно помещать его не в одну ампулу, а в две - в этом случае ампулы получаются меньшего размера, и их легче разбить. Если для осуществления анализа требуется использование воды, то вода (предпочтительно дистиллированная или очищенная) может быть также запаяна в ампулы или пакеты, которые размещают в полости полимерного контейнера между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой вместе с ампулами (пакетами) с индикаторным раствором.

ИПЭ согласно изобретению может быть использован для определения наличия и концентрации в воздухе широкого спектра вредных веществ. В частности, ИПЭ согласно изобретению может быть использован для анализа иприта, Би-Зет (BZ), фосфорорганических веществ (ФОВ) (например, таких как зарин, зоман, V-газы), люизита, фосгена, дифосгена, Си-Эс (CS), Си-Ар (CR), синильной кислоты, хлорциана, хлора, аммиака, адамсита, гептила, азотистого иприта, оксидов азота, окиси углерода, самина, хлорацетофенона, хлорпикрина. ИПЭ согласно изобретению позволяет обнаруживать вредные вещества в диапазоне концентраций от 5×10^-8 мг/дм³ до 5×10^-5 мг/дм³ и ниже, тогда как минимальные концентрации, обнаружимые аналогичными устройствами, известными из предшествующего уровня техники, составляют 5×10^-5 мг/дм³.

Для определения наличия и концентрации каждого из указанных веществ в общем случае используют хромогенные реакции и соответствующие реагенты (индикаторные растворы и, при необходимости, субстрат-индикаторные системы) для определения соответствующего вещества, известные специалистам в данной области.

Так, индикаторный раствор, находящийся в ампулах (или запаянных пакетах), может быть выбран из группы, включающей двухлористую ртуть в смеси ацетонитрила с бензонитрилом, концентрированную серную кислоту, 4-(диметиламино)цинамальдегид (коричный альдегид) в ацетоне, дифенилкарбазид в н-бутаноле, п-бензиланилин и этиленгликоль в этиловом спирте, 4-(п-нитробензил)пиридин в этиловом спирте, 4-(диметиламино)цинамальдегид (коричный альдегид) в м-ксилоле, моноэтаноламин и диметилсульфоксид в этиловом спирте, гидроксиламин солянокислый в дистиллированной воде, 4-(диметиламино)цинамальдегид (коричный альдегид) и диметилсульфоксид в ацетоне, водный раствор меди уксуснокислой, водный раствор бензидина солянокислого, крахмал растворимый, калий йодистый, натрий углекислый кислый в дистиллированной воде, бромфеноловый синий спирторастворимый в этиловом спирте, раствор гексаметоксикрасного в н-бутаноле, раствор п-нитробензальдегида, кислоты салициловой и диметилсульфоксида в этиловом спирте, водный раствор о-толуидина, раствор 1-бромкрезолового зеленого в н-бутаноле, водный раствор винной кислоты и глицерина, ацетон, м-динитробензол в этиловом спирте, водный раствор гидроксида натрия, раствор роданида калия, флороглюцина, пиридина в метаноле.

При анализе на наличие иприта индикаторный раствор используется также для импрегнирования индикаторного билета. При этом индикаторный раствор для импрегнирования индикаторного билета предпочтительно выбирают из группы, включающей 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон и бис-(2-цианэтил)овый эфир в хлороформе, смесь соляной кислоты с ацетоном.

В ИПЭ для определения ФОВ на поверхности индикаторного билета иммобилизован фермент, который может быть выбран из группы, включающей холинэстеразу (эстеразу) растительного происхождения, животного происхождения или микробную холинэстеразу, предпочтительно разведенную в буферном растворе (боратный буфер) с рН 8,4-8,6.

В ИПЭ для определения ФОВ в ампулах находится субстрат-индикаторная система, обеспечивающая хромогенный эффект, включающая раствор субстрата и раствор индикатора. Субстрат предпочтительно выбирают из группы, включающей ά-тионафтилацетат, бутирилтиохолиниодид, ацетилтиохолинбромид и ацетилтиохолиниодид. Наиболее предпочтительно использовать в качестве субстрата ά-тионафтилацетат. Индикатор выбирают из группы, содержащей ароматический бисазокраситель, в частности, такой как 4,4'-бис(1-гидрокси-3,6-дисульфо-8-хлор-2-нафтилазо)-дифенилдисульфид динатриевая соль (БАС-Сl), БАС-SО₄, 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойную кислоту) (реактив Эллмана) или натриевую соль 4,4'-бис[N-(3-сульфонатобензил)-N-этиламино]-3-фенилкарбония (кислотный зеленый).

Настоящее изобретение относится также к набору для экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, содержащему ИПЭ согласно изобретению, герметизированный путем запаивания его в герметичную упаковку, предпочтительно представляющую собой пакет из газонепроницаемого и влагонепроницаемого комбинированного металлизированного материала, внутри которой также могут быть помещены дополнительные (находящиеся вне полости контейнера ИПЭ) ампулы (одна или более) и/или запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, содержащие индикаторный раствор, воду (предпочтительно дистиллированную) или буферный раствор. При использовании пакета набор может дополнительно содержать приспособление для прокалывания, например, типа скарификатора. В набор также может входить таблица для определения концентрации анализируемого вещества в воздухе.

Например, набор для определения ФОВ содержит ИПЭ для определения ФОВ, запаянную в комбинированную металлизированную упаковку (пакет) дистиллированную воду или буферный раствор, упакованные в общий герметичный пакет, и приспособление для прокалывания. Для вскрытия пакета с водой используется приспособление для прокалывания, например, типа скарификатора, острым концом которого производится прокалывание насквозь пакета с водой через общую металлизированную упаковку. Это делается для предварительного смачивания индикаторного билета с целью увеличения полноты сорбции, в результате чего происходит дополнительное повышение чувствительности устройства и точности определения концентрации.

Примеры других наборов подробно описаны в приведенных ниже конкретных примерах осуществления изобретения.

Настоящее изобретение относится также к комплекту, содержащему более одного набора для контроля вредных веществ согласно изобретению, как он описан выше, причем указанные наборы предназначены для анализа одного и того же вещества, или различных веществ.

Герметичная упаковка всех ИПЭ, входящих в комплект, может быть выполнена в виде единого чехла, например в виде ленты, в которой каждый элемент герметизирован отдельно от других. Чехол может быть разделен перфорацией на отсеки, в которых располагаются ИПЭ. Эти отсеки могут быть снабжены надрезом для удобства вскрытия и маркировкой, соответствующей общепринятому обозначению анализируемого вещества, используемому в данной области техники, в частности, для идентификации индикаторных трубок.

Настоящее изобретение относится также к способу экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, включающему использование ИПЭ согласно изобретению. Указанный способ включает следующие этапы:

- разбивание ампулы или прокалывание пакета с индикаторным раствором,

- пропускание через ИПЭ анализируемого воздуха в количестве, выбираемом в зависимости от ожидаемой концентрации вредного вещества,

- наблюдение за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

Если ИПЭ содержит реагенты, которые не являются стабильными на воздухе, то, как указано выше, его герметизируют путем запаивания в герметичную упаковку - пакет из газонепроницаемого и влагонепроницаемого комбинированного металлизированного материала. В этом случае при осуществлении способа согласно изобретению осуществляют также этапы вскрытия указанной герметичной упаковки и извлечения из нее ИПЭ. При этом для осуществления различных анализов разбивание ампул могут осуществлять либо до, либо после вскрытия упаковки.

В зависимости от осуществляемого анализа пропускание воздуха через ИПЭ могут осуществлять либо до, либо после разбивания ампул. Понятно, что в любом случае пропускание воздуха через ИПЭ осуществляется после вскрытия упаковки, если она имеется.

Пропускание через ИПЭ воздуха может осуществляться либо в статических условиях, то есть путем помахивания элементом в воздухе, в котором предполагается наличие вредных веществ, либо в динамических условиях, то есть путем прокачивания через ИПЭ воздуха при помощи насоса. При прокачивании воздуха при помощи насоса ИПЭ предпочтительно помещают в насадку, входящую в комплект насоса, и подключают к насосу.

При наличии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете происходит цветовая реакция взаимодействия компонентов растворов из разбитых ампул, индикаторного раствора, импрегнированного на индикаторном билете (если билет был импрегнирован), и контролируемого вещества и, как следствие, изменение окраски центра индикаторного билета, ограниченного отверстием для доступа воздуха. Этот момент фиксируют и по прилагаемой к ИПЭ таблице определяют концентрацию контролируемого вещества в воздухе (в зависимости от объема прокачанного воздуха или от времени прокачивания).

При осуществлении способа согласно изобретению в условиях низких температур окружающей среды (например, при анализе различных веществ, ниже 0°С или ниже 10°С) способ может дополнительно включать подогрев ИПЭ, предпочтительно осуществляемый на этапе взаимодействия индикатора с анализируемым веществом. Это позволяет значительно расширить диапазон температур, при которых можно осуществлять анализ.

Способ согласно настоящему изобретению применяют для осуществления экспресс-анализа воздуха на наличие широкого спектра вредных веществ, в частности иприта, Би-Зет (BZ), фосфорорганических веществ, люизита, фосгена, дифосгена, Си-Эс (CS), Си-Ар (CR), синильной кислоты, хлорциана, хлора, аммиака, адамсита, гептила, азотистого иприта, оксидов азота, окиси углерода, самина, хлорацетофенона.

Способ экспресс-анализа на содержание ФОВ характеризуется тем, что металлизированную упаковку прокалывают приспособлением для прокалывания, слегка сжимают ИПЭ в упаковке для смачивания индикаторного билета, затем вскрывают металлизированную упаковку, извлекают ИПЭ, подключают к насосу и прокачивают заданный объем анализируемого воздуха, при этом происходит концентрирование контролируемого вещества на индикаторном билете. После этого разбивают ампулы с раствором субстрата и раствором индикатора и наблюдают за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

Хотя, за счет размещения ампул внутри контейнера, вероятность получения повреждений кожи или защитной одежды (перчаток) в результате разбивания ампул при использовании ИПЭ согласно изобретению значительно ниже, чем при использовании известных устройств, для того чтобы полностью исключить такую возможность, перед разбиванием ампул предпочтительно вложить ИПЭ обратно в металлизированную упаковку, а сразу после их разбивания извлечь его, чтобы визуально наблюдать результаты анализа (цветовой переход).

При отсутствии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете с иммобилизованным ферментом происходит гидролиз субстрата и взаимодействие продукта его гидролиза с индикатором, которое вызывает цветовой переход, в частности при определении ФОВ - от малинового до фиолетового.

При наличии в воздухе ФОВ на индикаторном билете за счет фермент-тормозящего действия контролируемого вещества происходит замедление реакции гидролиза субстрата. Торможение реакции цветового перехода приводит к фиксации начальной малиновой окраски на индикаторном билете. При этом, в зависимости от концентрации, фиксация малиновой окраски может быть ограничена отверстием для доступа воздуха, а может распространяться на весь индикаторный билет.

Способ экспресс-анализа на содержание Би-Зет (BZ) отличается от описанного выше тем, что ампулы разбивают не до прокачивания анализируемого воздуха, а после. Через ИПЭ прокачивают заданный объем (в зависимости от ожидаемой концентрации контролируемого вещества) анализируемого воздуха. После прокачивания разбивают ампулы с индикаторным раствором и наблюдают за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

При наличии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете происходит цветовая реакция взаимодействия компонентов растворов из разбитых ампул и контролируемого вещества и, как следствие, изменение окраски центра индикаторного билета, ограниченного отверстием для доступа воздуха.

При отсутствии в воздухе контролируемого вещества цветовой реакции на индикаторном билете не происходит, и первоначальная окраска (после разбивания ампул) практически не изменяется.

При использовании ИПЭ согласно настоящему изобретению, благодаря более четкому проявлению индикационного эффекта и высокой длительности его сохранения, обеспечивается возможность количественного определения широкого диапазона концентраций вредных веществ (в том числе достаточно низких их концентраций) с достаточно высокой точностью. При этом концентрация загрязняющих веществ определяется по количеству прокачиваемого через трубку воздуха, необходимого для изменения окраски индикатора. Такой способ обеспечивает более высокую точность определения концентраций контролируемого вещества.

По сравнению с техническими решениями, известными из предшествующего уровня техники, настоящее изобретение:

- позволяет использовать ИПЭ без точных операций, выполняемых вручную, что упрощает его использование в полевых условиях;

- позволяет получать более достоверный результат благодаря тому, что ампулы с индикаторным раствором находятся в непосредственной близости от индикаторного билета и при разбивании равномерно смачивают его индикаторным раствором;

- обеспечивает длительное время сохранения индикационного эффекта;

- позволяет определять более низкие концентрации вредных веществ;

- позволяет повысить воспроизводимость процесса и надежность контроля.

Далее изобретение подробно описано со ссылками на прилагаемые графические изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг.1 - общий вид ИПЭ согласно изобретению в упаковке.

Фиг.2 - виды ИПЭ сбоку (в разрезе), сверху (частично в разрезе), снизу.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Индикационные свойства образцов ИПЭ исследовались в сходных условиях, с использованием стандартного вспомогательного оборудования (насоса) одного класса.

Пример 1

Конструкция ИПЭ и набор согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения

Плоский индикаторный элемент выполнен в виде полимерного контейнера 4 в форме диска, выполненного из двух деталей, спаянных вместе по диаметру и имеющих в центре каждой детали отверстие 5 для доступа воздуха в виде окружности. Детали полимерного контейнера изготовлены из полиэтилена.

Внутри полимерного контейнера расположены:

- сорбционно-реакционная система 1 в виде индикаторного билета, изготовленного из нетканого волокнистого полимерного материала в форме плоского диска, диаметр которого больше, чем диаметр отверстия в полимерной детали, к которой он прилегает;

- фильтрующая подложка 2, изготовленная из нетканого вискозного материала в форме плоского диска, диаметр которого больше, чем диаметр отверстия в полимерной детали, к которой она прилегает;

- две стеклянные ампулы 3 с индикаторным раствором.

Для осуществления анализов, описанных в большинстве примеров, описанных ниже, если не указано иное, индикаторный билет изготовлен из нетканого вискозного материала. Для осуществления ряда анализов индикаторный билет может быть пропитан (импрегнирован) раствором индикатора, о чем специально указано в соответствующих примерах ниже.

Набор содержит описанный выше ИПЭ, промаркированный стойкой краской или наклейкой 6 и упакованный для герметизации в пакет 7 из комбинированного металлизированного материала с маркировочным знаком, соответствующим определяемому при помощи данного ИПЭ вредному веществу.

Пример 2

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие фосфорорганических соединений

Предлагаемый выбор реагентов имеет преимущество при использовании ИПЭ для контроля окружающей среды на наличие фосфорорганических соединений, в частности эфиров фосфорной кислоты.

ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, причем индикаторный билет импрегнирован индикаторным раствором.

На индикаторном билете иммобилизован фермент, который представляет собой холинэстеразу растительного происхождения, которая предварительно разведена в боратном буферном растворе с рН 8,4-8,6.

Одна из ампул содержит индикатор, в качестве которого использован водный раствор ароматического бисазокрасителя хлорида - 4,4'-бис(1-гидрокси-3,6-дисульфо-8-хлор-2-нафтилазо)-дифенилдисульфид динатриевая соль (БАС-Сl), другая ампула содержит субстрат, в качестве которого использован раствор - α-тионафтилацетат в ацетоне.

Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-7 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 3

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие иприта

Предлагаемый выбор реагентов имеет преимущество при использовании

ИПЭ для контроля окружающей среды на наличие иприта.

ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1.

Индикаторный билет импрегнирован раствором индикатора - 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон и бис-(2-цианэтил)овый эфир в хлороформе.

Две ампулы содержат одинаковый индикаторный раствор - раствор двухлористой ртути в смеси ацетонитрила с бензонитрилом.

Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-5 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 4

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие аммиака

Аналогичен Примеру 3, за исключением того, что индикаторный билет импрегнирован смесью соляной кислоты с ацетоном и две ампулы содержат одинаковый индикаторный раствор - раствор бромфенолового синего спирторастворимого в этиловом спирте.

Диапазон определяемых концентраций - от 1×10^-3 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 5

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие азотистого иприта

Аналогичен Примеру 3, за исключением того, что ампулы содержат раствор (бис-(2-цианэтил)ового эфира в хлороформе, имеющий иную концентрацию, чем раствор, которым пропитан индикаторный билет.

Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-5 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 0°С используется подогрев).

Пример 6

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие Би-Зет

Индикаторный билет изготовлен из стеклоткани или так называемого фильтра Петрянова, обработанного суспензией силикагеля в параформе.

Две ампулы содержат одинаковый индикаторный раствор - раствор концентрированной серной кислоты.

Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-5 мг/дм³ и выше.

Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 7

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие люизита

ИПЭ выполнен в основном в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1. При этом в состав набора, содержащего ИПЭ и герметизирующий пакет 7 из комбинированного металлизированного материала, в который он упакован, входит еще одна дополнительная ампула, размещенная внутри герметизирующего пакета в отдельном дополнительном пакете с односторонним отверстием, совмещенном при комплектации набора с индикаторным билетом.

Ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор №1 - 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричный альдегид) в ацетоне, раствор №2 - дифенилкарбазид в н-бутаноле.

Пример 8

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие Си-Ар (1)

Аналогичен Примеру 7, за исключением того, что ампулы содержат другие типы индикаторных растворов: раствор №1 - гидроксиламин солянокислый в дистиллированной воде, раствор №2-4-(диметиламино)цинамальдегид(коричный альдегид) и диметилсульфоксид в ацетоне.

Пример 9

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие хлорацетофенона

Аналогичен Примеру 7, за исключением того, что ампулы содержат другие типы индикаторных растворов: раствор №1 - м-динитробензол в этиловом спирте, раствор №2 - водный раствор гидроксида натрия.

Диапазон определяемых концентраций - от 1×10^-4 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 0°С используется подогрев).

Пример 10

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие фосгена и дифосгена

ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1. Две ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор №1 - п-бензиланилин и этиленгликоль в этиловом спирте, раствор №2 - 4-(п-нитробензил)пиридин в этиловом спирте.

Пример 11

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие синильной кислоты и хлорциана

Аналогичен Примеру 10, за исключением того, что две ампулы содержат другие типы индикаторных растворов: раствор №1 - водный раствор меди уксуснокислой, раствор №2 - водный раствор бензидина солянокислого. Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-5 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 12

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие Си-Эс

Две ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор №1 - 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричный альдегид) в м-ксилоле, раствор №2 - моноэтаноламин и диметилсульфоксид в этиловом спирте.

Пример 13

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие хлора

ИПЭ выполнен в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1. Ампулы содержат индикаторный раствор, содержащий крахмал растворимый, калий йодистый и натрий углекислый кислый в дистиллированной воде. Можно также использовать раствор указанных веществ в очищенной воде. Диапазон определяемых концентраций - от 2×10^-2 мг/дм³ и выше. Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 10°С используется подогрев).

Пример 14

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие адамсита

Аналогичен Примеру 13, за исключением того, что индикаторный раствор, содержащийся в ампулах, представляет собой раствор индикатора гексаметоксикрасного в н-бутаноле.

Пример 15

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие гептила

Аналогичен Примеру 13, за исключением того, что ампулы содержат индикаторный раствор п-нитробензальдегида, кислоты салициловой и диметилсульфоксида в этиловом спирте.

Пример 16

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие оксидов азота

Аналогичен Примеру 13 за исключением того, что индикаторный раствор, содержащийся в ампулах, представляет собой водный раствор о-толуидина.

Диапазон определяемых концентраций - от 5×10^-3 мг/дм³ и выше.

Диапазон рабочих температур - от -40°С до 50°С (при температуре ниже 0°С используется подогрев).

Пример 17

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие самина

Аналогичен Примеру 13, за исключением того, что ИПЭ содержит не две, а три ампулы, содержащие следующие реагенты: №1 - раствор индикатора бромкрезолового зеленого в н-бутаноле, №2 - водный раствор винной кислоты и глицерина, №3 - ацетон.

Диапазон определяемых концентраций - от 3×10^-3 мг/дм³ и выше.

Пример 18

ИПЭ для экспресс-анализа воздуха на наличие хлорпикрина

Аналогичен Примеру 13, за исключением того, что ампулы содержат раствор роданида калия, индикатора флороглюцина и пиридина в метаноле.

Диапазон определяемых концентраций - от 1×10^-4 мг/дм³ и выше.

Пример 19

Экспресс-анализ воздуха на наличие фосфорорганических соединений

Для контроля эфиров фосфорной кислоты исследовался набор, включающий ИПЭ в герметизирующей упаковке, в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 2.

Металлизированную упаковку 7 (со стороны маркировки) прокалывают несколько раз приспособлением для прокалывания, несильно сжимают ИПЭ в упаковке для эффективного смачивания индикаторного билета 1, вскрывают металлизированную упаковку, извлекают ИПЭ, помещают в насадку выпуклой стороной вверх, подключают к насосу. После этого прокачивают заданный объем зараженного воздуха (60 качков насоса по 50 мл). После этого вкладывают ИПЭ обратно в металлизированную упаковку, разбивают ампулы 3 с растворами субстрат-индикаторной системы, извлекают ИПЭ и наблюдают за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

При отсутствии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете с иммобилизованным ферментом происходит гидролиз субстрата и взаимодействие продукта его гидролиза с индикатором, которое вызывает цветовой переход, в частности, от малинового до фиолетового.

При наличии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете за счет фермент-тормозящего действия контролируемого вещества происходит замедление реакции гидролиза субстрата. Торможение реакции цветового перехода приводит к фиксации начальной малиновой окраски на индикаторном билете. При этом, в зависимости от концентрации, фиксация малиновой окраски может быть ограничена отверстием для доступа воздуха, а может распространяться на весь индикаторный билет.

Пример 20

ИПЭ выполнен аналогично описанному в Примере 2, за исключением того, что качестве фермента в одном варианте осуществления использовалась эстераза-1, продуцируемая микроорганизмами Bacillus subtilis, разведенная в 0,4-0,6 М борно-щелочном буферном растворе, рН 9,5-10, а в другом варианте - бутирилхолинэстераза сыворотки крови лошади, разведенная в 0,01 М фосфатном буферном растворе, содержащем 0,15 М NaCl, рН 7,3-7,8.

Анализ осуществлялся в соответствии с описанным в Примере 19.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении ФОВ сопоставим с результатами, приведенными в Примере 2.

Пример 21

ИПЭ выполнен аналогично описанному в Примере 2, за исключением того, что в качестве субстрата используется бутирилтиохолингалогенид или ацетилтиохолингалогенид.

Пример 22

ИПЭ выполнен аналогично описанному в Примере 2, за исключением того, что в качестве индикатора используется 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойная кислота) (реактив Эллмана) или натриевая соль 4,4'-бис[N-(3-сульфонатобензил)-N-этиламино]-3-фенилкарбония (кислотный зеленый), или ароматический бисазокраситель сульфат (БАС-SO₄).

Пример 23

ИПЭ выполнен аналогично описанному в Примере 2, за исключением того, что в качестве субстрата используется бутирилтиохолингалогенид или ацетилтиохолингалогенид, а в качестве индикатора используется 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойная кислота (реактив Эллмана) или натриевая соль 4,4'-бис[N-(3-сульфонатобензил)-N-этиламино]-3-фенилкарбония (кислотный зеленый), или ароматический бисазокраситель сульфат (БАС-SO₄).

Пример 24 Экспресс-анализ воздуха на наличие иприта

Для контроля иприта исследовался набор, включающий ИПЭ в герметизирующей упаковке, в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 3.

Не вскрывая металлизированной упаковки 7, разбивают ампулы 3 с индикаторным раствором, затем металлизированную упаковку вскрывают, извлекают ИПЭ, помещают в насадку (переходник) выпуклой стороной вверх, подключают к насосу и прокачивают анализируемый воздух (до 150 качков насоса по 50 мл). При этом происходит концентрирование контролируемого вещества на индикаторном билете 1 и можно проводить наблюдение за реакцией цветового перехода на билете, фиксируя время или объем прокачивания.

При наличии в воздухе контролируемого вещества на индикаторном билете происходит цветовая реакция взаимодействия компонентов растворов из разбитых ампул и контролируемого вещества и, как следствие, изменение окраски центра индикаторного билета, ограниченного отверстием для доступа воздуха. Этот момент фиксируют и по прилагаемой таблице определяют концентрацию контролируемого вещества в воздухе (в зависимости от объема прокачанного воздуха или от времени прокачивания).

Пример 25

Экспресс-анализ воздуха на наличие аммиака

Для контроля аммиака исследовался набор, содержащий герметично упакованный ИПЭ, в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 4.

Анализ осуществлялся в соответствии с описанным в Примере 24.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении аммиака сопоставим с результатами, приведенными в Примере 4.

Пример 26

Экспресс-анализ воздуха на наличие азотистого иприта

Для контроля азотистого иприта исследовался набор, содержащий герметично упакованный ИПЭ, в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 5.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении азотистого иприта сопоставим с результатами, приведенными в Примере 5.

Пример 27

Экспресс-анализ воздуха на наличие Би-Зет

Для контроля Би-Зет исследовался набор, содержащий герметично упакованный ИПЭ, в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 6.

Анализ осуществлялся аналогично описанному в Примере 24, за исключением того, что ампулы с индикаторным раствором разбивают не до прокачивания анализируемого воздуха, а после.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении Би-Зет сопоставим с результатами, приведенными в Примере 6.

Пример 28

Экспресс-анализ воздуха на наличие люизита

Для контроля люизита исследовался набор в соответствии с конструкцией и составом реагентов, описанным в Примере 7.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении люизита сопоставим с результатами, приведенными в Примере 7.

Пример 29

Экспресс-анализ воздуха на наличие Си-Ар

Для контроля Си-Ар исследовался набор в соответствии с конструкцией и составом реагентов, описанным в Примере 8.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении Си-Ар сопоставим с результатами, приведенными в Примере 8.

Пример 30

Экспресс-анализ воздуха на наличие хлорацетофенона

Для контроля хлорацетофенона исследовался набор в соответствии с конструкцией и составом реагентов, описанным в Примере 9.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении хлорацетофенона сопоставим с результатами, приведенными в Примере 9.

Пример 31

Экспресс-анализ воздуха на наличие фосгена и дифосгена

Для контроля фосгена и дифосгена исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 10.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении фосгена и дифосгена сопоставим с результатами, приведенными в Примере 10.

Пример 32

Экспресс-анализ воздуха на наличие синильной кислоты и хлорциана

Для контроля синильной кислоты и хлорциана исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 11.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении синильной кислоты и хлорциана сопоставим с результатами, приведенными в Примере 11.

Пример 33

Экспресс-анализ воздуха на наличие Си-Эс

Для контроля Си-Эс исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 12.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении Си-Эс сопоставим с результатами, приведенными в Примере 12.

Пример 34

Экспресс-анализ воздуха на наличие хлора

Для контроля хлора исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 13.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении хлора сопоставим с результатами, приведенными в Примере 13.

Пример 35

Экспресс-анализ воздуха на наличие адамсита

Для контроля адамсита исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 14.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении адамсита сопоставим с результатами, приведенными в Примере 14.

Пример 36

Экспресс-анализ воздуха на наличие гептила

Для контроля гептила исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 15.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении гептила сопоставим с результатами, приведенными в Примере 15.

Пример 37

Экспресс-анализ воздуха на наличие оксидов азота

Для контроля оксидов азота исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 16.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении оксидов азота сопоставим с результатами, приведенными в Примере 16.

Пример 38

Экспресс-анализ воздуха на наличие самина

Для контроля самина исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 17.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении самина сопоставим с результатами, приведенными в Примере 17.

Пример 39

Экспресс-анализ воздуха на наличие хлорпикрина

Для контроля хлорпикрина исследовался набор в соответствии с конструкцией, описанной в Примере 1, состав реагентов соответствовал описанному в Примере 18.

Диапазон определяемых концентраций при обнаружении хлорпикрина сопоставим с результатами, приведенными в Примере 18.

Пример 40

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, за исключением того, что детали полимерного контейнера изготовлены не из полиэтилена, а из полипропилена, поливинилхлорида, фторопласта или сополимера этилена с винилацетатом (сэвилен).

Пример 41

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, за исключением того, что полимерный контейнер имеет другую форму и размеры.

Пример 42

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, причем у одной или обеих деталей полимерного контейнера дополнительно имеется переходник (по ходу потока воздуха), обеспечивающий присоединение ИПЭ к насосу или другому оборудованию без использования насадки.

Пример 43

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, причем в полость контейнера вместе с ампулами с индикаторным раствором помещена дополнительная запаянная ампула, содержащая дистиллированную воду.

Пример 44

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, за исключением того, что отверстия для доступа воздуха выполнены не в виде одной окружности, а в виде нескольких отверстий, расположенных рядом.

Пример 45

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, за исключением того, что ампулы выполнены из полимерного материала, а не из стекла.

Пример 46

Конструкция ИПЭ соответствует описанной в Примере 1, за исключением того, что вместо ампул применяется запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала с соответствующим индикаторным раствором или водой.

Пример 47

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие Си-Ар (2)

Аналогичен Примеру 8, за исключением того, что ИПЭ содержит только одну ампулу с раствором №2 - 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричный альдегид) и диметилсульфоксид в ацетоне. Раствор гидроксиламина солянокислого в глицерине наносится на индикаторный билет.

Пример 48

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие окиси углерода (1)

Аналогичен Примеру 6, за исключением того, что индикаторный билет, изготовленный из стеклоткани или так называемого фильтра Петрянова, не импрегнирован.

Пример 49

Набор для экспресс-анализа воздуха на наличие окиси углерода (2)

Аналогичен Примеру 6, за исключением того, что индикаторный билет, изготовленный из стеклоткани или фильтра Петрянова, обработан водным раствором пятиокиси йода.

Источники информации

1. Патент РФ №2149398, G01N 31/22. «Индикаторная трубка для контроля вредных веществ с фермент-тормозящим действием», опубликован 20.05.2000.

2. Патент РФ №2182929, С12Q 1/46, С12N 11/12. «Комплект для определения ингибиторов холинэстеразы», опубликован 27.05.2002.

3. Патент РФ №1709824, G01N 33/48, G01N 33/18. «Способ изготовления индикаторной бумаги для определения фосфорорганических пестицидов», опубликован 20.10.1995.

4. Патент РФ №2057807, С12N 9/18, С12Q 1/44. «Способ получения карбоксилэстеразы, матрица для обнаружения фосфорорганических соединений и биохимический способ количественного определения фосфорорганических соединений», опубликован 10.04.1996.

5. Патент РФ №2186369, G01N 21/78, G01N 31/22. «Устройство для измерения содержания примесей в газовой, жидкой и твердой средах контрольными трубками (варианты)», опубликован 27.07.2002.

6. Заявка на изобретение №93053366, G01N 21/78. «Способ количественного определения химических загрязнителей воздуха с использованием индикаторных трубок», опубликована 10.05.1996.

7. Патент РФ №2286559, G01N 21/78. «Индикаторная трубка для контроля вредных веществ и способ экспресс-анализа воздуха», опубликован 27.10.2006.

8. Brietich N., Waters M., Bowen G., Tracy M. Worldwide Chemical Detection Equipment Handbook. Defense Technical Information Center, Fort Belvoir, VA, 1995. Chapt. 8,1 Chemical Agent Detectors, pp.157-60.

9. Патент РФ №2208784, G01N 31/22, G01N 21/78, G01N 33/02. «Комплект для обнаружения токсинов гриба бледной поганки Amanita phalloides», опубликован 20.07.2003.

Claims

1. Индикаторный плоский элемент (ИПЭ) для контроля вредных веществ, содержащий полимерный контейнер, состоящий из двух деталей, неразъемно соединенных по наружному краю и образующих между собой полость, в которой расположены:
индикаторный билет;
фильтрующая подложка, расположенная по существу параллельно индикаторному билету;
по меньшей мере, одна герметичная емкость, представляющая собой ампулу или запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, содержащая индикаторный раствор и, необязательно, воду и/или буферный раствор;
при этом
индикаторный билет изготовлен из нетканого полимерного материала, имеющего высокую сорбционную способность,
на противоположных сторонах полимерного контейнера в каждой детали выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для доступа воздуха,
отверстие (отверстия) в одной из указанных деталей перекрыто индикаторным билетом, а отверстие (отверстия) в другой детали перекрыто фильтрующей подложкой, и
герметичная емкость (герметичные емкости), расположена (расположены) между индикаторным билетом и фильтрующей подложкой.

2. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что одна из деталей, образующих контейнер, является плоской, а вторая - формованной, в частности вогнутой.

3. Индикаторный плоский элемент по п.2, отличающийся тем, что контейнер выполнен в форме диска или имеет форму прямоугольника.

4. Индикаторный плоский элемент по п.2, отличающийся тем, что контейнер выполнен в форме диска, причем формованная деталь выполнена в форме тарелки, имеющей дно, по существу перпендикулярную ему боковую стенку цилиндрической формы и по существу параллельный дну край, выступающий наружу относительно стенки.

5. Индикаторный плоский элемент по п.2, отличающийся тем, что наружные размеры формованной детали и плоской детали одинаковы.

6. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что индикаторный билет и фильтрующая подложка имеют форму и размеры, соответствующие форме и размерам продольного сечения полости контейнера, так, чтобы они перекрывали отверстия в деталях контейнера и фиксировали герметичные емкости внутри контейнера.

7. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что детали полимерного контейнера соединены путем спаивания, сплавления или склеивания.

8. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что полимерный контейнер выполнен из полимера, выбранного из группы, включающей полиэтилен высокого давления, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт и сополимер этилена с винилацетатом (сэвилен).

9. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что отверстие для доступа воздуха выполнено в виде одной окружности.

10. Индикаторный плоский элемент по п.9, отличающийся тем, что диаметр окружности совпадает с диаметром переходника насоса, используемого для анализа совместно с индикаторным плоским элементом.

11. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что отверстие для доступа воздуха выполнено в виде нескольких отверстий, расположенных рядом.

12. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, у одной детали полимерного контейнера имеется переходник, расположенный по ходу потока воздуха, и обеспечивающий присоединение элемента к насосу или другому оборудованию без использования переходника или насадки.

13. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что индикаторный билет выполнен из нетканого материала, изготовленного из полимерных волокон.

14. Индикаторный плоский элемент по п.13, отличающийся тем, что нетканый материал изготовлен из полиэтилена низкого давления, полипропилена, поливинилового спирта, полиэфира, вискозы, стеклоткани, сополимера этилена с пропиленом или сополимера этилена с поливинилхлоридом.

15. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что фильтрующая подложка выполнена из нетканого материала, изготовленного из полимерных волокон.

16. Индикаторный плоский элемент по п.15, отличающийся тем, что фильтрующая подложка изготовлена из вискозы.

17. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что ампулы, содержащие индикаторный раствор, выполнены из стекла или полимерного материала.

18. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что количество ампул составляет от одной до четырех, в частности две.

19. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он содержит более одной герметичной емкости, представляющей собой ампулу или запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, причем одна из указанных емкостей содержит воду, предпочтительно очищенную или дистиллированную.

20. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для определения наличия и концентрации вредных веществ, выбранных из группы, включающей иприт, Би-Зет (BZ), фосфорорганические вещества (ФОВ) включая зарин, зоман и V-газы, а также люизит, фосген, дифосген, Си-Эс (CS), Си-Ар (CR), синильную кислоту, хлорциан, хлор, аммиак, адамсит, гептил, азотистый иприт, оксиды азота, окись углерода, самин, хлорацетофенон, хлорпикрин.

21. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие фосфорорганических веществ, при этом на индикаторном билете иммобилизован фермент, а ампулы содержат субстрат-индикаторную систему, включающую раствор субстрата и раствор индикатора.

22. Индикаторный плоский элемент по п.21, отличающийся тем, что фермент выбран из группы, включающей холинэстеразу растительного происхождения, холинэстеразу животного происхождения или микробную холинэстеразу.

23. Индикаторный плоский элемент по п.21, отличающийся тем, что фермент представляет собой холинэстеразу растительного происхождения и иммобилизован на индикаторном билете в виде раствора фермента в буферном растворе с рН 8,4-8,6.

24. Индикаторный плоский элемент по п.21, отличающийся тем, что субстрат, используемый в субстрат-индикаторной системе, выбран из группы, включающей α-тионафтилацетат, бутирилтиохолиниодид, ацетилтиохолинбромид и ацетилтиохолиниодид, и предпочтительно является α-тионафтилацетатом.

25. Индикаторный плоский элемент по п.21, отличающийся тем, что индикатор, используемый в субстрат-индикаторной системе, выбран из группы, содержащей ароматический бисазокраситель, в частности такой как 4,4'-бис(1-гидрокси-3,6-дисульфо-8-хлор-2-нафтилазо)-дифенилдисульфид динатриевая соль (БАС-С1), БAC-SO₄, 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойную кислоту) (реактив Эллмана) или натриевую соль 4,4'-бис[N-(3-сульфонатобензил)-N-этиламино]-3-фенилкарбония (кислотный зеленый).

26. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие иприта, при этом индикаторный билет импрегнирован раствором индикатора - 4,4-бис(диэтиламино)бензофенон и бис-(2-цианэтил)овый эфир в хлороформе, а ампулы содержат индикаторный раствор двухлористой ртути в смеси ацетонитрила с бензонитрилом.

27. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие аммиака, при этом индикаторный билет импрегнирован смесью соляной кислоты с ацетоном, а ампулы содержат индикаторный раствор бромфенолового синего спирторастворимого в этиловом спирте.

28. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие азотистого иприта, при этом индикаторный билет импрегнирован раствором индикатора - 4,4-бис(диэтиламино)бензофенона и бис-(2-цианэтил)ового эфира в хлороформе, а ампулы содержат индикаторный раствор (бис-(2-цианэтил)ового эфира в хлороформе, имеющий иную концентрацию, чем раствор, которым пропитан индикаторный билет.

29. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие Би-Зет (BZ), при этом индикаторный билет изготовлен из стеклоткани, а ампулы содержат индикаторный раствор концентрированной серной кислоты.

30. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие люизита, при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: раствор 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричного альдегида) в ацетоне и раствор дифенилкарбазида в н-бутаноле.

31. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие Си-Ар (CR), при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: раствор гидроксиламина солянокислого в дистиллированной воде и раствор 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричного альдегида) и диметилсульфоксида в ацетоне.

32. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие хлорацетофенона, при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: раствор м-динитробензола в этиловом спирте и водный раствор гидроксида натрия.

33. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие фосгена и дифосгена, при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: раствор п-бензиланилина и этиленгликоля в этиловом спирте и раствор 4-(п-нитробензил)пиридина в этиловом спирте.

34. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие синильной кислоты и хлорциана, при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: водный раствор меди уксуснокислой и водный раствор бензидина солянокислого.

35. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие Си-Эс (CS), при этом элемент содержит не менее двух ампул, содержащих различные индикаторные растворы: раствор 4-(диметиламино)цинамальдегид (коричного альдегида) в м-ксилоле и раствор моноэтаноламина и диметилсульфоксида в этиловом спирте.

36. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие хлора, при этом ампулы содержат индикаторный раствор, содержащий крахмал растворимый, калий йодистый и натрий углекислый кислый в дистиллированной воде.

37. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие адамсита, при этом ампулы содержат индикаторный раствор гексаметоксикрасного в н-бутаноле.

38. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие гептила, при этом ампулы содержат индикаторный раствор, представляющий собой раствор п-нитробензальдегида, кислоты салициловой и диметилсульфоксида в этиловом спирте.

39. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие оксидов азота, при этом ампулы содержат индикаторный раствор, представляющий собой водный раствор о-толуидина.

40. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие самина, при этом элемент содержит не менее трех ампул, содержащих индикаторные растворы, представляющие собой раствор индикатора бромкрезолового зеленого в н-бутаноле, водный раствор винной кислоты и глицерина, и ацетон.

41. Индикаторный плоский элемент по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для контроля окружающей среды на наличие хлорпикрина, при этом ампулы содержат раствор роданида калия, индикатора флороглюцина и пиридина в метаноле.

42. Индикаторный плоский элемент по любому из пп.1-41, отличающийся тем, что герметизация индикаторного плоского элемента обеспечивается путем запаивания его в пакет из комбинированного газонепроницаемого и влагонепроницаемого металлизированного материала, в частности полимерно-алюминиевой пленки, такой как полиэтилен-алюминиевая или полипропилен-алюминиевая пленка.

43. Индикаторный плоский элемент по п.42, отличающийся тем, что на пакет из металлизированного материала нанесена маркировка.

44. Набор для экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, отличающийся тем, что набор содержит индикаторный плоский элемент, как он определен в любом из пп.1-43 и герметичную упаковку, в которую он запаян.

45. Набор по п.44, отличающийся тем, что герметичная упаковка, представляет собой пакет из газонепроницаемого и влагонепроницаемого комбинированного металлизированного материала, предпочтительно полимерно-алюминиевой пленки, в частности полиэтилен-алюминиевой или полипропилен-алюминиевой пленки.

46. Набор по п.44, отличающийся тем, что он дополнительно содержит находящиеся внутри герметичной упаковки, но вне полости контейнера одну или более ампул и/или запаянных пакетов из комбинированного металлизированного материала, содержащих индикаторный раствор, воду или буферный раствор.

47. Набор по п.44, отличающийся тем, что он дополнительно содержит приспособление для прокалывания, предпочтительно приспособление типа скарификатора.

48. Набор по п.44, отличающийся тем, что он дополнительно содержит таблицу для определения концентрации анализируемого вещества в воздухе.

49. Набор по п.44, отличающийся тем, что он предназначен для экспресс-анализа воздуха на содержание фосфорорганических веществ, причем набор содержит индикаторный плоский элемент, как он определен в любом из пп.21-25, и дополнительно содержит находящийся внутри герметичной упаковки, но вне полости контейнера запаянный пакет из комбинированного металлизированного материала, содержащий дистиллированную воду или буферный раствор, и приспособление для прокалывания, предпочтительно скарификатор.

50. Набор по п.44, отличающийся тем, что он содержит индикаторный плоский элемент, как он определен в любом из пп.1-17, при этом в состав набора входят три ампулы, две из которых входят в состав индикаторного плоского элемента и расположены внутри него, а еще одна размещена внутри герметичной упаковки, но вне полости контейнера, в отдельном дополнительном пакете с односторонним отверстием, совмещенном при изготовлении набора с индикаторным билетом.

51. Набор по п.50, отличающийся тем, что он предназначен для экспресс-анализа воздуха на содержание люизита, причем ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричного альдегида) в ацетоне и раствор дифенилкарбазида в н-бутаноле.

52. Набор по п.50, отличающийся тем, что он предназначен для экспресс-анализа воздуха на содержание Си-Ар (CR), причем ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор гидроксиламина солянокислого в дистиллированной воде и раствор 4-(диметиламино)цинамальдегид(коричного альдегида) и диметилсульфоксида в ацетоне.

53. Набор по п.50, отличающийся тем, что он предназначен для экспресс-анализа воздуха на содержание хлорацетофенона, причем ампулы содержат индикаторные растворы двух типов: раствор м-динитробензола в этиловом спирте и водный раствор гидроксида натрия.

54. Набор по п.44, отличающийся тем, что на герметичную упаковку нанесена маркировка, соответствующая общепринятому обозначению анализируемого вещества.

55. Комплект для экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, отличающийся тем, что он содержит более одного набора, определенного в любом из пп.44-54.

56. Комплект по п.55, отличающийся тем, что указанные наборы предназначены для анализа одного и того же вещества, или различных веществ.

57. Комплект по п.55, отличающийся тем, что герметичная упаковка всех индикаторных плоских элементов, входящих в комплект, выполнена в виде единого чехла, в частности в виде ленты, в которой каждый элемент герметизирован отдельно от других.

58. Комплект по п.57, отличающийся тем, что чехол разделен перфорацией на отсеки, в которых располагаются ИПЭ.

59. Комплект по п.58, отличающийся тем, что каждый отсек снабжен надрезом для удобства вскрытия и маркировкой, соответствующей общепринятому обозначению анализируемого вещества.

60. Способ экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, отличающийся тем, что экспресс-анализ осуществляют с использованием индикаторного плоского элемента, как он определен в любом из пп.1-43, или набора, как он определен в любом из пп.44-54, или комплекта, как он определен в любом из пп.55-59, причем указанный способ включает следующие этапы:
разбивание ампулы с индикаторным раствором,
пропускание через индикаторный плоский элемент анализируемого воздуха в количестве, выбираемом в зависимости от ожидаемой концентрации вредного вещества,
наблюдение за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

61. Способ по п.60, отличающийся тем, что индикаторный плоский элемент герметизирован путем запаивания в герметичную упаковку, при этом способ дополнительно включает этап вскрытия указанной герметичной упаковки и этап извлечения из нее индикаторного плоского элемента.

62. Способ по п.61, отличающийся тем, что разбивание ампул осуществляют до вскрытия упаковки.

63. Способ по п.61, отличающийся тем, что разбивание ампул осуществляют после вскрытия упаковки.

64. Способ по п.61, отличающийся тем, что пропускание воздуха через индикаторный плоский элемент осуществляют до разбивания ампул.

65. Способ по п.61, отличающийся тем, что пропускание воздуха через индикаторный плоский элемент осуществляют после разбивания ампул.

66. Способ по п.60 или 61, отличающийся тем, что пропускание воздуха через индикаторный плоский элемент осуществляют либо путем помахивания элементом в воздухе, в котором предполагается наличие вредных веществ, либо путем прокачивания через элемент воздуха при помощи насоса.

67. Способ по п.60 или 61, отличающийся тем, что пропускание воздуха через индикаторный плоский элемент осуществляют путем прокачивания через элемент воздуха при помощи насоса, при этом индикаторный плоский элемент помещают в насадку и подключают к насосу.

68. Способ по п.60 или 61, отличающийся тем, что при осуществлении способа в условиях температур окружающей среды ниже 0°С или ниже 10°С, способ дополнительно включает подогрев индикаторного плоского элемента.

69. Способ по п.60 или 61, отличающийся тем, что способ применяют для осуществления экспресс-анализа воздуха на содержание вредных веществ, выбранных из группы, включающей иприт, Би-Зет (BZ), фосфорорганические вещества (ФОВ), включая зарин, зоман и V-газы, люизит, фосген, дифосген, Си-Эс (CS), Си-Ар (CR), синильную кислоту, хлорциан, хлор, аммиак, адамсит, гептил, азотистый иприт, оксиды азота, окись углерода, самин, хлорацетофенон, хлорпикрин.

70. Способ по п.61, отличающийся тем, что способ применяют для осуществления экспресс-анализа воздуха на наличие фосфорорганических веществ (ФОВ), причем способ осуществляют с использованием набора по п.49, при этом способ дополнительно включает этап прокалывания насквозь герметичной упаковки вместе с запаянным пакетом, содержащим дистиллированную воду или буферный раствор, с помощью приспособления для прокалывания и этап подключения элемента к насосу, причем этапы способа осуществляют в следующей последовательности:
прокалывание герметичной упаковки вместе с запаянным пакетом один или более раз;
вскрытие герметичной упаковки,
извлечение из нее индикаторного плоского элемента,
подключение индикаторного плоского элемента к насосу,
пропускание через индикаторный плоский элемент заданного объема воздуха путем прокачивания,
разбивание ампул,
наблюдение за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

71. Способ по п.61, отличающийся тем, что способ дополнительно включает этап подключения элемента к насосу, при этом этапы способа осуществляют в следующей последовательности:
вскрытие герметичной упаковки,
извлечение из нее индикаторного плоского элемента,
подключение индикаторного плоского элемента к насосу,
пропускание через индикаторный плоский элемент заданного объема воздуха путем прокачивания,
разбивание ампул,
наблюдение за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

72. Способ по п.61, отличающийся тем, что способ дополнительно включает этап подключения элемента к насосу, при этом этапы способа осуществляют в следующей последовательности:
разбивание ампул;
вскрытие герметичной упаковки,
извлечение из нее индикаторного плоского элемента,
подключение индикаторного плоского элемента к насосу,
пропускание через индикаторный плоский элемент заданного объема воздуха путем прокачивания,
наблюдение за реакцией цветового перехода на индикаторном билете.

73. Способ по п.60 или 61, отличающийся тем, что при осуществлении анализа при температурах ниже 0°С, предпочтительно ниже 10°С, способ дополнительно включает подогрев элемента.