RU2377558C2 - Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor - Google Patents

Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor Download PDF

Info

Publication number
RU2377558C2
RU2377558C2 RU2007135836/28A RU2007135836A RU2377558C2 RU 2377558 C2 RU2377558 C2 RU 2377558C2 RU 2007135836/28 A RU2007135836/28 A RU 2007135836/28A RU 2007135836 A RU2007135836 A RU 2007135836A RU 2377558 C2 RU2377558 C2 RU 2377558C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
substances
toxic
piezoresonator
polymer
Prior art date
Application number
RU2007135836/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007135836A (en
Inventor
Владимир Владимирович Гришин (RU)
Владимир Владимирович Гришин
Сергей Васильевич Мензеленко (RU)
Сергей Васильевич Мензеленко
Вячеслав Григорьевич Силаев (RU)
Вячеслав Григорьевич Силаев
Виктор Алексеевич Трофимов (RU)
Виктор Алексеевич Трофимов
Original Assignee
Оао "Мапо-Фонд"
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 Оао "Мапо-Фонд" filed Critical Оао "Мапо-Фонд"
Priority to RU2007135836/28A priority Critical patent/RU2377558C2/en
Publication of RU2007135836A publication Critical patent/RU2007135836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377558C2 publication Critical patent/RU2377558C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to indication and rapid analysis of different substances in air, including poisonous substances, chemically hazardous substances, highly toxic substances etc. The device for detecting chemical substances in air has a sensor unit with at least one chemical sensor which is made in form of piezoelectric resonator with an active coating based on a polymer with molecular prints and an analysis and indication unit. The polymer with molecular prints is obtained by using non-toxic or low-toxic structural analogues of the corresponding chemical substances as a template compound with possibility of sorption of the said chemical substance. The sensor unit is made with a comparison sensor in form of a piezoelectric resonator with a coating based on a polymer which is obtained without the template compound.
EFFECT: possibility of indication or rapid analysis of different substances in air, including toxic chemicals in real time, ie directly without additional equipment to generate an analytical signal.
7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области индикации и экспресс-анализа в воздухе веществ различной природы, в том числе отравляющих веществ (OВ), аварийно химически опасных веществ (АХОВ), сильно действующих ядовитых веществ (СДЯВ), взрывчатых веществ (ВВ), наркотических веществ и других химикатов в режиме реального времени.The invention relates to the field of indication and rapid analysis in the air of substances of various nature, including poisonous substances (OV), chemically hazardous substances (AHS), highly toxic substances (SDYaV), explosives (BB), narcotic substances and other chemicals in real time.

Изобретение может применяться в газосигнализаторах, газоанализаторах стационарного и переносного типа для оперативного контроля воздушной среды на потенциально опасных химических объектах, в местах массового скопления людей, на общественном транспорте, в системе противодействия химическому терроризму.The invention can be applied in gas detectors, gas analyzers of stationary and portable type for the operational control of the air at potentially dangerous chemical objects, in places of mass crowds, on public transport, in the system of counteraction to chemical terrorism.

Известно устройство, в котором использовались химические сенсоры на основе пьезорезонаторов с активным покрытием, выполненным по технологии молекулярного импринтинга для определения в воздухе ряда фосфорорганических соединений [Murray George M. et al. Polymer based lanthanide luminescent sensors for the detection of organophosphorus compounds - Patent US 20050019218, January 27, 2005]. Принцип действия устройства основан на измерении ухода частоты пьезорезонатора с нанесенным высокоселективным полимерным сорбентом при увеличении массы полимерного покрытия в результате сорбции анализируемого вещества. Используемый сорбент получен на основе полимеров с молекулярными отпечатками (molecularly imprinted polymers, ПМО) методом молекулярного импринтинга. Устройство имеет блок предварительного концентрирования.A device is known in which chemical sensors based on piezoresonators with an active coating made using molecular imprinting technology for determining a number of organophosphorus compounds in air are used [Murray George M. et al. Polymer based lanthanide luminescent sensors for the detection of organophosphorus compounds - Patent US 20050019218, January 27, 2005]. The principle of operation of the device is based on measuring the frequency drift of a piezoresonator with a highly selective polymer sorbent applied with an increase in the mass of the polymer coating as a result of sorption of the analyte. The sorbent used was obtained on the basis of polymers with molecular imprints (molecularly imprinted polymers, PMO) by molecular imprinting. The device has a pre-concentration unit.

Для ухода от использования в синтезе полимеров с молекулярными отпечатками отравляющих и токсичных веществ при настройке сорбента в качестве шаблонных соединений использовались продукты их гидролиза, т.е. для анализа непосредственно зарина и зомана отравляющие вещества должны были предварительно подвергаться гидролизу.To avoid the use of poisonous and toxic substances in the synthesis of polymers with molecular imprints when setting up the sorbent, the products of their hydrolysis were used as template compounds, i.e. To analyze sarin and soman directly, the poisonous substances had to be hydrolyzed beforehand.

Для повышения достоверности аналитического сигнала в устройстве дополнительно использовался оптический спектрометр. В полимер вводился комплекс иона Eu3+, проявляющего люминесцентные свойства, с метил-3,5-дивинилбензоатом. При сорбции количество лигандов у иона Eu3+ изменялось, что приводило к изменению длины волны, на которой происходила люминесценция. Данное изменение фиксировалось оптическим спектрометром.To increase the reliability of the analytical signal, an optical spectrometer was additionally used in the device. A complex of a Eu 3+ ion exhibiting luminescent properties with methyl 3,5-divinylbenzoate was introduced into the polymer. During sorption, the amount of ligands in the Eu 3+ ion changed, which led to a change in the wavelength at which luminescence occurred. This change was recorded by an optical spectrometer.

К недостаткам сенсоров и самого устройства можно отнести невозможность использования сенсоров в устройствах для индикации токсичных химикатов напрямую. Анализ зарина и зомана с помощью таких сенсоров проводится косвенно по продуктам гидролиза отравляющих веществ. Проведение гидролиза требует дополнительного блока в устройстве. Использование в устройстве люминесцентного метода, как дублирующего метода получения аналитического сигнала, также требует дополнительного оборудования. Введение дополнительного оборудования уменьшает надежность прибора и увеличивает его стоимость.The disadvantages of the sensors and the device itself include the inability to use sensors in devices for indicating toxic chemicals directly. Analysis of sarin and soman using such sensors is carried out indirectly by the products of the hydrolysis of toxic substances. Hydrolysis requires an additional unit in the device. The use of a luminescent method in the device, as a duplicate method for obtaining an analytical signal, also requires additional equipment. The introduction of additional equipment reduces the reliability of the device and increases its cost.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании химического сенсора и устройства на его основе, имеющих возможность индикации и экспресс-анализа в воздухе различных веществ, в том числе и токсичных химикатов в режиме реального времени, т.е. напрямую, без использования дополнительного оборудования для получения аналитического сигнала.The technical result to which the invention is directed is to create a chemical sensor and a device based on it, having the ability to display and express analysis in air of various substances, including toxic chemicals in real time, i.e. directly, without the use of additional equipment to obtain an analytical signal.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве для определения в воздухе химических веществ, содержащем сенсорный блок, по крайней мере, с одним химическим сенсором, выполненным в виде пьезорезонатора с активным покрытием на основе полимера с молекулярными отпечатками, и блок анализа и индикации, полимер с молекулярными отпечатками получен с использованием в качестве шаблонного соединения нетоксичных или низкотоксичных структурных аналогов соответствующего химического вещества с возможностью сорбции последнего, а сенсорный блок выполнен с сенсором сравнения в виде пьезорезонатора с покрытием на основе полимера, полученного без шаблонного соединения.This result is achieved in that in a device for determining chemicals in air containing a sensor unit with at least one chemical sensor made in the form of a piezoresonator with an active coating based on a polymer with molecular imprints, and an analysis and indication unit, a polymer with molecular imprints were obtained using non-toxic or low-toxic structural analogues of the corresponding chemical substance as a template compound with the possibility of sorption of the latter, and sensory The lock is made with a comparison sensor in the form of a piezoresonator with a coating based on a polymer obtained without a template compound.

Устройство может содержать сенсоры с покрытием на основе полимеров с молекулярными отпечатками, полученными с использованием в качестве шаблонных соединений структурных аналогов соответствующих отравляющих веществ, аварийно химически опасных веществ, сильно действующих ядовитых веществ, взрывчатых веществ, наркотических веществ.The device may contain sensors coated on the basis of polymers with molecular fingerprints obtained using structural analogues of the corresponding toxic substances, accidentally chemically hazardous substances, highly active toxic substances, explosives, and narcotic substances as template compounds.

Устройство может быть снабжено блоком предварительного концентрирования.The device may be equipped with a pre-concentration unit.

Для достижения технического результата в химическом сенсоре, содержащем пьезорезонатор с активным покрытием на основе полимеров с молекулярными отпечатками, полимер с молекулярными отпечатками получен с использованием в качестве шаблонного соединения нетоксичных или низкотоксичных структурных аналогов соответствующего химического вещества с возможностью сорбции последнего.To achieve a technical result in a chemical sensor containing a piezoresonator with an active coating based on polymers with molecular imprints, a polymer with molecular imprints was obtained using non-toxic or low-toxic structural analogues of the corresponding chemical substance as a template compound with the possibility of sorption of the latter.

Сенсор может быть выполнен с использованием метода окунания пьезорезонатора, например кварцевого, в предполимеризационную смесь или метода нанесения предполимеризационной смеси микрошприцем.The sensor can be performed using the method of dipping a piezoresonator, for example quartz, into the prepolymerization mixture or the method of applying the prepolymerization mixture with a microsyringe.

Способ изготовления химического сенсора заключается в том, что приготавливают предполимеризационную смесь, состоящую из шаблонного соединения, метакриловой кислоты, этиленгликольдиметакрилата, азобисизобутиронитрила, бензола и ацетонитрила в количественном соотношении 1:4:20:0,2:50:50, выдерживают предполимеризационную смесь в течение суток, наносят предполимеризационную смесь на кварцевый пьезорезонатор с последующей сушкой в течение 10…20 минут на воздухе, осуществляют сополимеризацию под действием УФ-лампы с длиной волны 250…370 нм при температуре 15…25°С в течение 3…5 часов, промывают пьезорезонатор с полученной пленкой в диэтиловом эфире от 2 до 5 раз по 20…30 минут с последующей сушкой на воздухе.A method of manufacturing a chemical sensor consists in preparing a prepolymerization mixture consisting of a template compound, methacrylic acid, ethylene glycol dimethacrylate, azobisisobutyronitrile, benzene and acetonitrile in a quantitative ratio of 1: 4: 20: 0.2: 50: 50, and withstanding the prepolymerization mixture for days, the prepolymerization mixture is applied to a quartz piezoresonator, followed by drying for 10 ... 20 minutes in air, copolymerization is carried out under the influence of a UV lamp with a wavelength of 250 ... 370 nm at t temperature 15 ... 25 ° C for 3 ... 5 hours, rinse the piezoresonator with the obtained film in diethyl ether from 2 to 5 times for 20 ... 30 minutes, followed by drying in air.

Нанесение предполимеризационной смеси может быть осуществлено методом двухкратного окунания резонатора в предполимеризационную смесь или микрошприцем.The prepolymerization mixture can be applied by dipping the resonator into the prepolymerization mixture twice or using a microsyringe.

Таким образом, создание химического сенсора для анализа токсичных химикатов напрямую достигается путем использования активного покрытия на основе полимеров с молекулярными отпечатками, настроенного на сорбцию токсичных химикатов, но полученного с использованием в качестве шаблонных соединений их нетоксичных или низкотоксичных структурных аналогов, например: бис-2-хлорэтилового эфира (аналог иприта), O-метилового O-изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты (аналог зарина) и O-этилового O-2-(N,N-диизопропиламино)этилового эфира метилфосфоновой кислоты (аналог VX).Thus, the creation of a chemical sensor for the analysis of toxic chemicals is directly achieved by using an active coating based on polymers with molecular imprints, configured to sorb toxic chemicals, but obtained using non-toxic or low-toxic structural analogues as template compounds, for example: bis-2- chloroethyl ether (analog of mustard gas), O-methyl O-isopropyl ether of methylphosphonic acid (analog of sarin) and O-ethyl O-2- (N, N-diisopropylamino) ethyl ether methyl Background acid (analog VX).

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства индикации и экспресс-анализа паров химических веществ в воздухе, использующего химический сенсор на основе кварцевого пьезорезонатора с активным покрытием, выполненым по технологии молекулярного импринтинга; на фиг.2 - спектр иприта, полученный на системе из 4 датчиков (10 МГц). Концентрация паров иприта 5·10-5 г/л. На фиг.3 - спектр зарина, полученный на системе из 4 датчиков (10 МГц). Концентрация паров зарина 5·10-5 г/л. На фиг.4 - спектр зарина, полученный на системе из 4 датчиков (155 МГц). Концентрация паров зарина 5·10-7 г/л. На фиг.5 - спектр зарина, полученный на системе из 4 датчиков (250 МГц). Концентрация паров зарина 5·10-8 г/л.Figure 1 presents a block diagram of a device for indicating and express analysis of vapors of chemical substances in the air, using a chemical sensor based on a quartz piezoresonator with an active coating, made using molecular imprinting technology; figure 2 - spectrum of mustard gas obtained on a system of 4 sensors (10 MHz). The concentration of mustard vapor 5 · 10 -5 g / l. Figure 3 - spectrum of sarin, obtained on a system of 4 sensors (10 MHz). The concentration of sarin vapor 5 · 10 -5 g / l. Figure 4 - spectrum of sarin obtained on a system of 4 sensors (155 MHz). The concentration of sarin vapor is 5 · 10 -7 g / l. Figure 5 - sarin spectrum obtained on a system of 4 sensors (250 MHz). The concentration of sarin vapor is 5 · 10 -8 g / l.

Устройство состоит из 4-х функциональных частей: блока подготовки анализа, блока анализа и индикации, блока питания, корпуса.The device consists of 4 functional parts: an analysis preparation unit, an analysis and indication unit, a power supply, and a housing.

Блок подготовки анализа состоит из вакуумного насоса, устройства для предварительного концентрирования и сенсорного блока с датчиками на основе пьезорезонаторов с полимерным сорбентом. Перечисленные составные части помещены в металлический или пластмассовый воздуховод. Устройство для предварительного концентрирования, выполненное на основе активированного угля или другого аналогичного материала, позволяет увеличить чувствительность прибора не менее чем в 10 раз. Устройство для предварительного концентрирования и сенсорный блок имеют конструкцию, позволяющую легко извлечь их из блока. Прибор имеет возможность работать без устройства для предварительного концентрирования.The analysis preparation unit consists of a vacuum pump, a device for preliminary concentration, and a sensor unit with sensors based on piezoresonators with a polymer sorbent. The listed components are placed in a metal or plastic duct. A device for preconcentration, made on the basis of activated carbon or other similar material, can increase the sensitivity of the device by at least 10 times. The pre-concentration device and the sensor unit have a design that makes it easy to remove them from the unit. The device has the ability to work without a device for pre-concentration.

Блок анализа и индикации состоит из высокочастотного генератора, частотомера, устройства математической обработки аналитического сигнала и устройства индикации и сигнализации. Высокочастотный генератор, частотомер, устройство математической обработки аналитического сигнала построены на базе интегральных микросхем. Устройства индикации и сигнализации имеют возможность звуковой и световой сигнализации при наличии в воздухе анализируемого вещества, а также графический цветной дисплей для показа в графической и алфавитно-цифровой формах концентрации анализируемого вещества.The analysis and indication unit consists of a high-frequency generator, a frequency meter, a mathematical processing device for the analytical signal, and an indication and signaling device. A high-frequency generator, a frequency meter, and a device for mathematical processing of the analytical signal are built on the basis of integrated circuits. Indication and signaling devices have the possibility of sound and light signaling in the presence of the analyte in the air, as well as a graphical color display for displaying the concentration of the analyte in graphical and alphanumeric forms.

Устройство математической обработки аналитического сигнала осуществляет идентификацию веществ с помощью математического аппарата на основе теории распознавания образов посредством анализа «спектров» этих веществ.The device for mathematical processing of the analytical signal identifies substances using a mathematical apparatus based on the theory of pattern recognition by analyzing the "spectra" of these substances.

Разработанный химический сенсор представляет собой кварцевый пьезорезонатор, на который с обеих сторон наносится в виде тонкой пленки полимерный сорбент (полимер с молекулярными отпечатками), настроенный на селективную сорбцию токсичных химикатов или других химических соединений. Для этого приготавливают предполимеризационные смеси на основе соответствующего структурного аналога токсичного химиката, мономеров, инициатора полимеризации и растворителей. Предполимеризационную смесь наносят на пьезорезонатор методом окунания либо микрошприцем, выдерживают на воздухе 15 минут, после чего проводят реакцию сополимеризации при 20°С в течение 4 часов с использованием УФ-лампы с длиной волны 250…370 нм. По окончании реакции пьезорезонатор с пленкой промывают по 30 минут в двух растворителях и сушат на воздухе в течение суток.The developed chemical sensor is a quartz piezoresonator, on which a polymer sorbent (polymer with molecular imprints), configured to selectively sorb toxic chemicals or other chemical compounds, is applied on both sides as a thin film. For this, prepolymerization mixtures are prepared based on the corresponding structural analogue of a toxic chemical, monomers, polymerization initiator and solvents. The prepolymerization mixture is applied to the piezoresonator by dipping or using a microsyringe, kept in air for 15 minutes, after which the copolymerization reaction is carried out at 20 ° C for 4 hours using a UV lamp with a wavelength of 250 ... 370 nm. At the end of the reaction, the piezoresonator with the film is washed for 30 minutes in two solvents and dried in air for a day.

Аналитическим сигналом сенсора является изменение рабочей частоты кварцевого пьезорезонатора в результате сорбции полимером аналита и изменения массы полимерного покрытия.The analytical signal of the sensor is a change in the operating frequency of the quartz piezoresonator as a result of sorption of the analyte by the polymer and a change in the mass of the polymer coating.

Получаемый на поверхности пьезорезонатора полимер с молекулярными отпечатками настроен на сорбцию одного химического соединения, однако он также может в незначительной степени сорбировать и другие химические соединения. Поэтому для получения достоверного аналитического сигнала в устройствах индикации и экспресс-анализа необходимо вводить еще один дополнительный химический сенсор с полимером сравнения. Сорбент на основе полимера сравнения получают точно таким же способом, как и полимер с молекулярными отпечатками, но в отсутствии шаблонного соединения. В таком случае оба химических сенсора будут одинаково реагировать на примеси, однако в присутствии аналита наибольшее изменение рабочей частоты кварцевого пьезорезонатора характерно для химического сенсора с активным покрытием на основе полимера с молекулярными отпечатками (фиг.2, 3). Таким образом, количество датчиков в устройстве, предназначенном для анализа n веществ, составляет n+1 датчиков. Использование кварцевых пьезорезонаторов с частотой 10 МГц позволяет создавать химические сенсоры, имеющие порог чувствительности 10-6 г/л. Использование пьезорезонаторов с частотами 155 МГц и 250 МГц позволяет снизить порог чувствительности до 10-8 г/л и 10-9 г/л соответственно при времени получения аналитического сигнала через 30 секунд (фиг.4, 5).The polymer with molecular imprints obtained on the surface of the piezoresonator is configured to adsorb one chemical compound, however, it can also sorb other chemical compounds to a small extent. Therefore, to obtain a reliable analytical signal in the display and express analysis devices, it is necessary to introduce another additional chemical sensor with a polymer of comparison. The sorbent based on the comparison polymer is obtained in exactly the same way as the polymer with molecular imprints, but in the absence of a template compound. In this case, both chemical sensors will react equally to impurities, however, in the presence of an analyte, the greatest change in the operating frequency of the quartz piezoresonator is characteristic of a chemical sensor with an active coating based on a polymer with molecular imprints (Figs. 2, 3). Thus, the number of sensors in a device designed to analyze n substances is n + 1 sensors. The use of quartz piezoresonators with a frequency of 10 MHz allows the creation of chemical sensors with a sensitivity threshold of 10 -6 g / l. The use of piezoresonators with frequencies of 155 MHz and 250 MHz can reduce the sensitivity threshold to 10 -8 g / l and 10 -9 g / l, respectively, when the time of receipt of the analytical signal after 30 seconds (figure 4, 5).

Пример 1Example 1

Получение сорбента, настроенного на иприт (зарин, VX) в виде пленкиObtaining a sorbent configured for mustard gas (sarin, VX) in the form of a film

Готовят предполимеризационные смеси из 0,35 грамм (4 ммоль) метакриловой кислоты, 3,95 грамм (20 ммоль) этиленгликольдиметакрилата, 0,03 грамм (0,2 ммоль) азобисизобутиронитрила, 3,8 грамм (50 ммоль) бензола, 2,1 грамм (50 ммоль) ацетонитрила и шаблонного соединения, в зависимости от того на какой токсичный химикат настраивается полимер, в количестве:Prepolymerization mixtures are prepared from 0.35 grams (4 mmol) of methacrylic acid, 3.95 grams (20 mmol) of ethylene glycol dimethacrylate, 0.03 grams (0.2 mmol) of azobisisobutyronitrile, 3.8 grams (50 mmol) of benzene, 2.1 gram (50 mmol) of acetonitrile and a template compound, depending on which toxic chemical the polymer is tuned to, in quantity:

- 0,14 грамм (1 ммоль) бис-2-хлорэтилового эфира (полимер настраивается под иприт);- 0.14 grams (1 mmol) of bis-2-chloroethyl ether (the polymer is adjusted to mustard gas);

- 0,15 грамм (1 ммоль) O-метилового O-изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты (полимер настраивается под зарин);- 0.15 grams (1 mmol) of O-methyl O-isopropyl ether of methylphosphonic acid (the polymer is adjusted to sarin);

- 0,25 грамм (1 ммоль) O-этилового O-2-(N,N-диизопропиламино)-этилового эфира метилфосфоновой кислоты (полимер настраивается под VX).- 0.25 grams (1 mmol) of O-ethyl O-2- (N, N-diisopropylamino) -ethyl methylphosphonic acid ester (polymer is tuned to VX).

После приготовления растворы выдерживают не менее 1 суток. Для получения покрытия на кварцевом пьезорезонаторе предполимеризационную смесь наносят микрошприцом на поверхность кварца в таком количестве, чтобы после сополимеризации образовалась пленка необходимой толщины (0,1…1 нм). Образец помещают под УФ-лампу с длиной волны 250…370 нм и выдерживают при температуре 20°С в течение 4 часов. По окончании реакции сополимеризации пьезорезонатор с нанесенной пленкой помещают в стакан с 50 мл этилового спирта. Через 30 минут образец перекладывают в стакан с 50 мл диэтилового эфира еще на 30 минут. После промывки пьезорезонатор с пленочным покрытием сушат на воздухе в течение 1 суток.After preparation, the solutions can withstand at least 1 day. To obtain a coating on a quartz piezoresonator, the prepolymerization mixture is applied with a microsyringe to the quartz surface in such an amount that, after copolymerization, a film of the required thickness (0.1 ... 1 nm) is formed. The sample is placed under a UV lamp with a wavelength of 250 ... 370 nm and kept at a temperature of 20 ° C for 4 hours. At the end of the copolymerization reaction, the piezoresonator with the deposited film is placed in a glass with 50 ml of ethyl alcohol. After 30 minutes, the sample was transferred to a glass with 50 ml of diethyl ether for another 30 minutes. After washing, the film-coated piezoresonator is dried in air for 1 day.

Используемые реагенты и аппаратураReagents and equipment used

Метакриловая кислота Merck Cat. - №800181 for synthesis.Methacrylic acid Merck Cat. - No. 800181 for synthesis.

Этиленгликольдиметакрилат Merck Cat. - №803598 for synthesis.Ethylene glycol dimethacrylate Merck Cat. - No. 803598 for synthesis.

Азобисизобутиронитрил Merck Cat. - №801641 for synthesis.Azobisisobutyronitrile Merck Cat. - No. 801641 for synthesis.

Бензол Merck Cat. - №822258 for synthesis.Benzene Merck Cat. - No. 822258 for synthesis.

Ацетонитрил Merck Cat. - №800015 for synthesis.Acetonitrile Merck Cat. - No. 800015 for synthesis.

O-Метиловый O-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты дважды перегнанный в вакуумеMethylphosphonic acid O-isopropyl ester twice distilled in vacuo

Бис-2-хлорэтиловый эфир дважды перегнанный в вакууме.Bis-2-chloroethyl ether twice distilled in vacuum.

O-Этиловый O-2-(N,N-диизопропиламино)этиловый эфир метилфосфоновой кислоты дважды перегнанный в вакууме.O-Ethyl O-2- (N, N-diisopropylamino) methylphosphonic acid ethyl ester twice distilled in vacuo.

Спирт этиловый ТУ 19 П-39-69 очищен перегонкой.Ethyl alcohol TU 19 P-39-69 purified by distillation.

Эфир диэтиловый Merck Cat. - №822270 for synthesis.Diethyl ether Merck Cat. - No. 822270 for synthesis.

Микрошприц на 1 мкл HAMILTON Microliter.Microsyringe per 1 μl of HAMILTON Microliter.

Claims (7)

1. Устройство для определения в воздухе химических веществ, содержащее сенсорный блок, по крайней мере, с одним химическим сенсором, выполненным в виде пьезорезонатора с активным покрытием на основе полимера с молекулярными отпечатками и блок анализа и индикации, отличающееся тем, что полимер с молекулярными отпечатками получен с использованием в качестве шаблонного соединения нетоксичных или низкотоксичных структурных аналогов соответствующего химического вещества с возможностью сорбции последнего, а сенсорный блок выполнен с сенсором сравнения в виде пьезорезонатора с покрытием на основе полимера, полученного без шаблонного соединения.1. A device for determining chemicals in air, comprising a sensor unit with at least one chemical sensor made in the form of a piezoresonator with an active coating based on a polymer with molecular imprints and an analysis and indication unit, characterized in that the polymer with molecular imprints obtained using non-toxic or low-toxic structural analogues of the corresponding chemical substance as a template compound with the possibility of sorption of the latter, and the sensor unit is made with sensor comparison rum in the form of a piezoresonator with a coating based on a polymer obtained without a template compound. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит сенсоры с покрытием на основе полимеров с молекулярными отпечатками, полученные с использованием в качестве шаблонных соединений структурных аналогов соответствующих отравляющих веществ, аварийно химически опасных веществ, сильно действующих ядовитых веществ, взрывчатых веществ, наркотических веществ.2. The device according to claim 1, characterized in that it contains sensors coated on the basis of polymers with molecular prints obtained using template analogues of structural analogs of the corresponding toxic substances, chemically hazardous substances, highly toxic substances, explosives, narcotic substances. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что снабжено блоком предварительного концентрирования.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a pre-concentration unit. 4. Химический сенсор, выполненный в виде пьезорезонатора с активным покрытием на основе полимера с молекулярными отпечатками, полученного с использованием в качестве шаблонного соединения нетоксичных или низкотоксичных структурных аналогов соответствующего химического вещества с возможностью сорбции последнего.4. A chemical sensor made in the form of a piezoresonator with an active coating based on a polymer with molecular imprints, obtained using non-toxic or low-toxic structural analogues of the corresponding chemical substance as a template compound with the possibility of sorption of the latter. 5. Сенсор по п.4, отличающийся тем, что пьезорезонатор выполнен кварцевым.5. The sensor according to claim 4, characterized in that the piezoresonator is made of quartz. 6. Сенсор по п.4 или 5, отличающийся тем, что выполнен с использованием метода окунания пьезорезонатора в предполимеризационную смесь или метода нанесения предполимеризационной смеси микрошприцем.6. The sensor according to claim 4 or 5, characterized in that it is made using the method of dipping the piezoresonator into the prepolymerization mixture or the method of applying the prepolymerization mixture with a microsyringe. 7. Способ изготовления химического сенсора, заключающийся в том, что приготавливают предполимеризационную смесь, состоящую из шаблонного соединения, метакриловой кислоты, этиленгликольдиметакрилата, азобисизобутиронитрила, бензола и ацетонитрила в количественном соотношении 1:4:20:0,2:50:50, выдерживают предполимеризационную смесь в течение суток, наносят предполимеризационную смесь на каждую сторону кварцевого пьезорезонатора с последующей сушкой в течение 15 мин на воздухе, осуществляют сополимеризацию под УФ-лампой с длинной волны 250-370 нм при температуре 20°С в течение 4 ч, промывают пьезорезонатор с полученной пленкой в диэтиловом эфире 2 раза по 30 мин с последующей сушкой на воздухе. 7. A method of manufacturing a chemical sensor, which consists in preparing a prepolymerization mixture consisting of a template compound, methacrylic acid, ethylene glycol dimethacrylate, azobisisobutyronitrile, benzene and acetonitrile in a quantitative ratio of 1: 4: 20: 0.2: 50: 50, and withstand prepolymerization the mixture during the day, a prepolymerization mixture is applied on each side of the quartz piezoresonator, followed by drying for 15 minutes in air, copolymerization is carried out under a UV lamp with a wavelength of 250-370 nm at a temperature of 20 ° C for 4 hours, rinse the piezoresonator with the obtained film in diethyl ether 2 times for 30 minutes, followed by drying in air.
RU2007135836/28A 2007-09-27 2007-09-27 Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor RU2377558C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007135836/28A RU2377558C2 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007135836/28A RU2377558C2 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007135836A RU2007135836A (en) 2009-04-10
RU2377558C2 true RU2377558C2 (en) 2009-12-27

Family

ID=41014383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007135836/28A RU2377558C2 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377558C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223757U1 (en) * 2023-12-20 2024-03-01 Александр Николаевич Зяблов PIEZOELECTRIC SENSOR BASED ON A POLYMER WITH A MOLECULAR IMPRINT FOR THE DETERMINATION OF 3(4-HYDROXYPHENYL) LACTIC ACID

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223757U1 (en) * 2023-12-20 2024-03-01 Александр Николаевич Зяблов PIEZOELECTRIC SENSOR BASED ON A POLYMER WITH A MOLECULAR IMPRINT FOR THE DETERMINATION OF 3(4-HYDROXYPHENYL) LACTIC ACID
RU223772U1 (en) * 2023-12-20 2024-03-04 Александр Николаевич Зяблов SENSOR BASED ON POLYMER WITH A MOLECULAR IMPRINT FOR DETERMINING 3-(4-HYDROXYPHENYL)LACTIC ACID

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007135836A (en) 2009-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hill Jr et al. Conventional analytical methods for chemical warfare agents
Makinen et al. Ion mobility spectrometry and its applications in detection of chemical warfare agents
Guilbault et al. Analytical uses of piezoelectric crystals: a review
Steiner et al. Secondary ionization of chemical warfare agent simulants: atmospheric pressure ion mobility time-of-flight mass spectrometry
Witkiewicz et al. Analysis of the precursors, simulants and degradation products of chemical warfare agents
US9068960B2 (en) Method and composition for detecting oxidizing salts
US20120164027A1 (en) Polymer Based Lanthanide Luminescent Sensors for the Detection of Organophosphorus Compounds
WO2012061143A1 (en) Method and system for simultaneously finding and measuring multiple analytes from complex samples
US10247715B2 (en) Sensor and device for detecting an analyte in a liquid
Han et al. Venturi-electrosonic spray ionization cataluminescence sensor array for saccharides detection
CN107445885B (en) Organic fluorescent sensing material capable of selectively detecting nerve toxicant and preparation method and application thereof
Leonhardt A new ppb-gas analyzer by means of GC-ion mobility spectrometry (GC-IMS)
He et al. Analytical application of poly {methyl [3-(2-hydroxy-3, 4-difluoro) phenyl] propyl siloxane} as a QCM coating for DMMP detection
CN112062752B (en) Organic fluorescent molecule and preparation method thereof, fluorescent sensor and application thereof, and standard fluorescent card
Murray et al. Sensors for chemical weapons detection
RU2356621C2 (en) Method of obtaining adaptable sorbents based on polymers with molecular imprints
AU2002356815B2 (en) Molecularly imprinted polymer solution anion sensor
Giannoukos et al. Analysis of chlorinated hydrocarbons in gas phase using a portable membrane inlet mass spectrometer
Palenzuela et al. Determination of free and total sulphur dioxide in wine by use of an amalgamated piezoelectric sensor
RU2377558C2 (en) Device for detecting chemical substances in air, chemical sensor and method of making said sensor
Smith et al. Facility monitoring of toxic industrial compounds in air using an automated, fieldable, miniature mass spectrometer
JP2004125576A (en) Dangerous substance detection device and dangerous substance detection method
Kumata et al. Determination of 2-(4-morpholinyl) benzothiazole in environmental samples by a gas chromatograph equipped with a flame photometric detector
US8288163B2 (en) Apparatus and method for detecting triacetone triperoxide
CN109813792B (en) Quantitative method for sample detection by using ion mobility spectrometry

Legal Events

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

Effective date: 20100928