SI21110A - Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida - Google Patents
Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida Download PDFInfo
- Publication number
- SI21110A SI21110A SI200100317A SI200100317A SI21110A SI 21110 A SI21110 A SI 21110A SI 200100317 A SI200100317 A SI 200100317A SI 200100317 A SI200100317 A SI 200100317A SI 21110 A SI21110 A SI 21110A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- hydrogen peroxide
- room temperature
- indicator
- dissolved hydrogen
- mixing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Z metodo in optičnim senzorjem za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida je rešen problem interakcije indikatorja z analitom in omogočanje spektrofotometričnega merjenja vodikovega peroksida v širokem koncentracijskem območju. Metoda je značilna po tem, da se začne z mešanjem indikatorja in etanola na magnetnem mešalniku. Da temu koraku sledi dodajanje tetra-metoksi silana, čemur sledi mešanje na ultrazvočnem mešalu v trajanju 5 minut pred dodatkom katalizatorja vodne raztopine HCl in končno 5 minutno mešanje na ultrazvočnem mešalu. Nadalje se raztopina gelira pri sobni temperaturi v zaprtih posodicah, preden so narejene senzorske membrane s potapljanjem okroglih stekelc v raztopino (sol) in, da se filmi sprva sušijo 5 dni pri sobni temperaturi, nato pa še 24 h pri 50 stopinj Celzija.ŕ
Description
Področje tehnike
Izum sodi v področje preizkušanja in analize materialov s pomočjo optičnih sredstev oziroma bolj natančno, metode in optični senzorji kot miniaturne naprave, ki omogočajo kontinuirano merjenje analita preko optičnih lastnosti indikatorja.
Tehnični problem
Tehnični problem je enostaven postopek in izdelava miniaturnega kemijskega optičnega senzorja, v katerem interakcija indikatorja z analitom omogoča spektrofotometrično merjenje vodikovega peroksida v širokem koncentracijskem območju. Interakcija se odraža v optičnih lastnostih indikatorja, ki se kažejo v spremembi intenzitete absorbance, pri čemer omogočajo zaznavo hitrih sprememb koncentracije. Naloga izuma je postopek izdelave, ki bo omogočal pripravo takšnega senzorja s senzorsko membrano, v kateri se indikator ne bo izpiral ob stiku z analitom in bo imela visoko občutljivost za vzorec ter dobro ponovljivost priprave senzorske membrane. Senzorska membrana mora imeti široko koncentracijsko območje, hitre odzivne čase, stabilnost, reverzibilnost, enostavno imobilizacijo indikatorja v sol-gel material in enostavno pripravo senzorja.
Znano stanje tehnike
Do sedaj objavljeni in patentirani izdelki zajemajo predvsem določanje vodikovega peroksida v raztopini. US patent št. 4,647,532 opisuje visoko občutljivo metodo za določanje H2O2 s kemiluminiscenco brez interferenc komponent iz živega organizma. Določanje temelji na reakciji H2O2 z oksidirano nefluorescentno substanco ob prisotnosti oksidiranega katalizatorja, ki spremeni nefluorescentno substanco v fluorescentno obliko, ki reagira z diestrom oksalne kisline in H2O2 ob prisotnosti inhibitorja, kateri inaktivira oksidirani katalizator in se meri količina pri tem nastale emitirane svetlobe.
US 5,094,943 opisuje kolorimetrično določanje H2O2, ki nastane pri reakciji iz oksidaze proizvedenega H2O2 z dodatkom kromogena. Reakcija kromogena in H2O2 ob prisotnosti peroksidaze, ki jo navaja US 4,916,058, in merjenje absorbance v vidnem področju prav tako zajema kolorimetrično določanje.
Patent US 4,794,079 določuje H2O2 z fluorogenim diquinolonom in dihidrokumarinom, kateri dajejo visoko fluorescenčne produkte pri oksidaciji z H2O2 ob prisotnosti peroksidazno aktivnih substanc.
Naslednji patent EU 0 585 212 A2 opisuje pripravo senzorske membrane iz različnih polimerov: celuloze, etilacetata in polistirola ter indikatorja Rutenijev kompleks.
Ostale najbolj pogoste metode za določanje H2O2 poleg kemiluminiscence [1] in spektrofotometrije [2] vključujejo še spektrofluorometrijo [3], pretočne kontinuirane analize [4] in pretočno injeciranje [5].
[1] P. Van Zoonen, D.A.Kamminga, C. Gooijer, N.H. Velthorst and R.W. Frei, A solid-state chemiluminescence detector for hydrogen peroxide based on immobilized luminophore, Analytica Chim. Acta, 174, pp. 151,1985.
[2] P.A. Clapp and D.F. Evans, Spectrophotometric determination of hydrogen peroxide with leuco Patent Blue Violet, Analytica Chim. Acta 243, pp.217,1991.
[3] M. Zhou, Z. Diwu, N.P. Voloshina and R.P. Haugland, A stable nonfluorescent derivative of resorufin for the fluorometric determination of trače hydrogen peroxide, Anal.Biochem., 253, pp. 162,1997.
[4] D. Priče, P.J. VVorsfold, R. Fauzi, Determination of hydrogen peroxide in sea water by flowinjection analysis with chemiluminescence detection, Analytica Chim.Acta, 298, pp.121,1994.
[5] D. Janasek, U. Spohn, D. Becmann, Novel chemiluminometric H2O2 sensor for the selective flow injection analysis, Sensors and Act. B 51, pp. 107,1998.
Opis rešitve tehničnega problema
Bistvo metode in optičnega senzorja za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida je v tem, da je za polimerno osnovo bil izbran sol-gel material zaradi optične prepustnosti, mehanske stabilnosti, kemijske inertnosti, fleksibilnosti pri oblikovanju senzorske konfiguracije in kot indikator Meldola Blue, ki je imobiliziran v polimerno osnovo z doping tehniko, pri čemer je izpiranje barvila manjše kot pri drugih tehnikah imobilizacije. Meldola Blue je uporabljen kot najprimernejši indikator, ker izniči večino interferenc ter ima visoko absorptivnost in topnost.
Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida po izumu bo v nadaljevanju opisan s pomočjo slik, ki kažejo:
Slika 1 - shemo postopka za pripravo senzorske membrane.
Slika 2 - odzivnost senzorske membrane na raztopljen H2O2 pri pH 7 in njeno reverzibilnost pri izpostavitvi Na2S20s.
Kot prikazuje slika 1, se priprava izdelave optičnega senzorja s sol-gel senzorsko membrano začne z mešanjem indikatorja in etanola na magnetnem mešalniku. Temu koraku sledi dodajanje tetrametoksi Silana čemur sledi mešanje na ultrazvočnem mešalu v trajanju 5. minut pred dodatkom katalizatorja vodne raztopine HCI in končno 5 minutno mešanje na ultrazvočnem mešalu. Raztopina se gelira pri sobni temperaturi v zaprtih posodicah, preden so narejene senzorske membrane s potapljanjem okroglih stekelc v raztopino (sol). Filmi so se sprva sušili 5 dni pri sobni temperaturi, nato pa še 24 h pri 50 °C.
Reakcija indikatorja z H2O2 se odraža v optičnih spremembah, ki se kažejo v spremembi absorbance, katera je sorazmerna koncentraciji H2O2. Absorbanca je bila merjena s spektrofotometrom (Ocean Optics SD2000). Halogenska žarnica je služila kot izvor svetlobe. Svetloba potuje preko optičnega vlakna do pretočne celice, v katero je montirana senzorska membrana, in naprej preko drugega optičnega vlakna do detektorja v spektrofotometru. Dotok H2O2 omogoča peristaltična črpalka, katere hitrost je bila konstantna 1 ml/min.
Graf na sliki 2 prikazuje odzivnost senzorske membrane po izumu na raztopljen H2O2 pri pH 7 in njeno reverzibilnost pri izpostavitvi Na2S20s. Relativna sprememba signala (ΔΙ) med koncentracijama 10'8 in 10-1 M je 20% celotne spremembe signala, odzivni čas tgs (čas za dosego 95% celotne spremembe signala je 1.5 min). Senzorska membrana kaže -95% reverzibilnosti signala dobljenega z 10'1 in -90% z 10-s M vodikovim peroksidom.
V spodnjem proizvedenem postopku je navedena receptura za pripravo senzorske membrane po sliki 1.
Primer 1:
mg barvila raztopimo v 2.5 ml etanola, dodamo 2 ml tetrametoksisilana in 1 ml HCI (pH=3). Po geliranju v zaprtih posodicah naredimo membrane s potapljanjem na površino okroglih stekelc (φ 20 mm). Sušimo 5 dni na zraku pri sobni temperaturi in 24 h pri 50 °C.
SKLEPI
1. Metoda za določanje H2O2 zajema:
a) enostavno pripravo senzorske membrane z imobilizacijo indikatorja v polimerno osnovo
b) senzorska membrana iz točke a) je bila pripravljena iz sol-gel materiala
c) Meldola Blue je najprimernejši indikator za imobilizacijo v sol-gel material
2. Odzivnost senzorske membrane po sklepu 1 na H2O2 je bila določena z merjenjem absorbance.
3. Reverezibilnost senzorske membrane je bila dosežena z izpostavitvijo le-te raztopini Na2S2Os.
4. Senzorska membrana izvedena po sklepu 1 je primerna za določanje raztopljenega H2O2 v širokem koncentracijskem območju od 10-® do 0.7 M.
Senzorska membrana optičnega senzorja za merjenje vodikovega peroksida je bila razvita z imobilizacijo indikatorskega redoks barvila v sol-gel material. Barvilo v neposrednem stiku z analitom, vodikovim peroksidom, spremeni optične lastnosti, ki jih merimo. Indikatorje imobiliziran v sol-gel material. Senzorske membrane so pokazale velike spremembe signala ter hitre odzivne čase v širokem koncentracijskem območju 10-® - 0.7 M kot prikazuje slika 2.
Claims (2)
1. Metoda za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida, značilna po tem, da se začne z mešanjem indikatorja in etanola na magnetnem mešalniku, da temu koraku sledi dodajanje tetra-metoksi silana čemur sledi mešanje na ultrazvočnem mešalu v trajanju 5. minut pred dodatkom katalizatorja vodne raztopine HCI in končno 5 minutno mešanje na ultrazvočnem mešalu, da se raztopina gelira pri sobni temperaturi v zaprtih posodicah, preden so narejene senzorske membrane s potapljanjem okroglih stekelc v raztopino (sol), da se filmi sprva sušijo 5 dni pri sobni temperaturi, nato pa še 24 h pri 50 °C.
2. Optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida izdelan po metodi iz zahtevka 1, značilen po tem, da je senzorska membrana narejena tako, da je 10 mg barvila raztopljeno v 2.5 ml etanola čemur je dodano 2 ml tetrametoksisilana in 1 ml HCI (pH=3), da so po geliranju v zaprtih posodicah narejene membrane s potapljanjem na površino okroglih stekelc (φ 20 mm), da sledi sušenje 5 dni na zraku pri sobni temperaturi, nato pa še 24 h pri 50 °C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200100317A SI21110A (sl) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200100317A SI21110A (sl) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SI21110A true SI21110A (sl) | 2003-06-30 |
Family
ID=27656687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SI200100317A SI21110A (sl) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SI (1) | SI21110A (sl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012071019A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | IOS, Inštitut za okoljevarstvo in senzorje, d.o.o. | Sol-gel based optical chemical sensor for detection of organophosphates and method for preparation thereof |
-
2001
- 2001-12-10 SI SI200100317A patent/SI21110A/sl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012071019A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | IOS, Inštitut za okoljevarstvo in senzorje, d.o.o. | Sol-gel based optical chemical sensor for detection of organophosphates and method for preparation thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5942189A (en) | Luminescence-optical method and sensor layer for quantitative determination of at least one chemical component of a gaseous or liquid sample | |
| von Bültzingslöwen et al. | Sol–gel based optical carbon dioxide sensor employing dual luminophore referencing for application in food packaging technology | |
| Klimant et al. | Fast response oxygen micro-optodes based on novel soluble ormosil glasses | |
| US7592184B2 (en) | Ammonia detection and measurement device | |
| Weidgans et al. | Fluorescent pH sensors with negligible sensitivity to ionic strength | |
| Oehme et al. | The effect of polymeric supports and methods of immobilization on the performance of an optical copper (II)-sensitive membrane based on the colourimetric reagent Zincon | |
| Weigl et al. | New hydrophobic materials for optical carbon dioxide sensors based on ion pairing | |
| IE20030144A1 (en) | Improved optical sensors | |
| Werner et al. | Ammonia-sensitive polymer matrix employing immobilized indicator ion pairs | |
| Segawa et al. | Sensitivity of fiber-optic carbon dioxide sensors utilizing indicator dye | |
| US7067320B2 (en) | Sensor for luminescense-optical determination of an analyte | |
| EP1965198A1 (en) | Dry optical-chemical carbon-dioxide sensor | |
| US4892640A (en) | Sensor for the determination of electrolyte concentrations | |
| US6432363B2 (en) | Optochemical sensor | |
| Koncki et al. | Enzyme biosensor for urea based on a novel pH bulk optode membrane | |
| Choi et al. | Oxygen-sensitive reverse-phase optode membrane using silica gel-adsorbed ruthenium (II) complex embedded in gelatin film | |
| Chan et al. | Evaluation of a luminescent ruthenium complex immobilized inside Nafion as optical pH sensor | |
| KR100940513B1 (ko) | 용존산소, ｐＨ 및 온도의 2종 이상의 변수의 동시 검출용광학 센서막, 장치 및 방법 | |
| Guo et al. | A novel sensor based on the porous plastic probe for determination of dissolved oxygen in seawater | |
| SI21110A (sl) | Metoda in optični senzor za kontinuirano merjenje raztopljenega vodikovega peroksida | |
| Mohr | Polymers for optical sensors | |
| JPH0324984B2 (sl) | ||
| Mills et al. | Fluorescent carbon dioxide indicators | |
| Ertekin et al. | Potassium sensing by using a newly synthesized squaraine dye in sol-gel matrix | |
| EP2678673B1 (en) | Sol-gel based opto-chemical sensor for detection of diethyl chlorophosphate and method for its prepration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF | Valid on the prs date |