Пластина для анализа компонентов жидких сред тест-методом

 

Изобретение относится к устройствам для анализа компонентов жидких сред с использованием индикаторных элементов, пропитанных реактивами, изменяющими свою окраску при химическом взаимодействии с определяемыми компонентами. Пластина для анализа компонентов жидких сред тест-методом имеет несколько индикаторных элементов, пропитанных различными реактивными веществами и изолированными друг от друга полимерной пленкой. Индикаторные элементы размещены в двух слоях, контактирующих друг с другом через слой прозрачной полимерной пленки, причем в каждом слое индикаторные элементы расположены с зазором между собой, а индикаторные элементы одного слоя расположены напротив индикаторных элементов другого слоя. Достигается возможность одновременного определения нескольких компонентов в исследуемой жидкости. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для определения концентрации компонентов жидких сред тест-методом с использованием индикаторных элементов, пропитанных реактивами, изменяющими окраску при химическом взаимодействии с определяемыми компонентами.

Известна пластина для анализа жидких сред тест-методом, содержащая индикаторный элемент из капиллярно-пористого материала (бумаги), закрепленный между двумя слоями полимерной пленки или фольги (см. патент ФРГ N 2015271, НПК G 01 N 31/22). В известной пластине индикаторный элемент приводят в контакт с исследуемым раствором и о концентрации определяемого компонента судят по интенсивности возникающей окраски.

Недостатком известной пластины является то, что с ее помощью не обеспечивается возможность определения в исследуемом растворе одновременно нескольких компонентов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой пластине является пластина для анализа компонентов жидких сред тест-методом, содержащая индикаторный элемент из капиллярно-пористого материала (бумага), пропитанный реактивным веществом и помещенный между слоями прозрачной полимерной пленки (см. патент РФ N 2103677, G 01 N 31/22, 1998).

Известная пластина, принятая за прототип, также не обеспечивает возможность одновременного определения нескольких компонентов исследуемой жидкости.

Задача изобретения состояла в разработке такой пластины для анализа компонентов жидких сред тест-методом, в которой обеспечивается возможность одновременного определения нескольких компонентов в исследуемой жидкости.

Указанная задача решается тем, что предложена пластина для анализа компонентов жидких сред тест-методом, содержащая индикаторный элемент из капиллярно-пористого материала, пропитанный реактивным веществом и помещенный между слоями полимерной прозрачной пленки, в которой согласно изобретению имеется несколько индикаторных элементов, пропитанных различными реактивными веществами, причем индикаторные элементы изолированы друг от друга слоями полимерной пленки.

Другим отличием предлагаемой пластины является то, что индикаторные элементы размещены в двух слоях, контактирующих друг с другом через слой полимерной прозрачной пленки, причем в каждом слое индикаторные элементы расположены с зазором по отношению друг к другу, а индикаторные элементы одного слоя расположены напротив зазоров между индикаторными элементами другого слоя. Это обеспечивает компактность устройства и удобство пользования пластиной.

В одном из возможных вариантов выполнения двухслойной пластины индикаторные элементы имеют форму прямоугольных полосок и расположены параллельно друг другу.

В другом возможном варианте выполнения пластины индикаторные элементы имеют форму квадрата и расположены в каждом слое в шахматном порядке, причем в полимерной пленке, изолирующей индикаторные элементы от окружающей среды, напротив центральной части каждого индикаторного элемента выполнено отверстие, служащее для обеспечения контакта исследуемой жидкости с индикаторным элементом.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен вариант выполнения двухслойной пластины с параллельными индикаторными полосками (вид в плане); на фиг. 2 - вид пластины в поперечном разрезе; на фиг. 3 представлен вариант выполнения пластины с индикаторными элементами, имеющими форму квадрата.

Изображенный на фиг. 1 и 2 один из возможных вариантов выполнения предлагаемой пластины характеризуется тем, что он содержит три слоя полимерной прозрачной пленки 1, 2 и 3, между которыми в два слоя размещены индикаторные элементы 4, имеющие форму прямоугольных полосок и выполненные из капиллярно-пористого материала. В качестве капиллярно-пористого материала может быть использована бумага (фильтровальная), капиллярно-пористая пластмасса или тонкий слой частиц сорбента (силикагель). В каждом слое пластины полоски индикаторных элементов 4 расположены параллельно с зазором между собой, равным их ширине. Индикаторные элементы 4 одного слоя расположены напротив зазоров между индикаторными элементами 4 другого слоя. Для изготовления этого варианта пластины на полимерную пленку 1 укладывают индикаторные элементы 4 с зазором между собой, равным их ширине. Сверху закрывают другой пленкой 2, затем в зазоры укладывают второй ряд индикаторных элементов 4, закрывают третьей пленкой 3 и заклеивают термоспособом при 100 - 150^oC.

При анализе пластин обрезают по 1 мм с обоих концов и опускают одним из них в исследуемую жидкость. Раствор поднимается по индикаторной полосе за счет капиллярных сил. После достижения раствором второго конца тест-полос измеряют длины окрашенных или обесцвеченных зон полос. Длины окрашенных или обесцвеченных зон тест-полос пропорциональны концентрации компонентов исследуемого раствора.

Пример определения Cu(II), Cd(II), Zn(II), Cl при их совместном присутствии. Фильтровальную бумагу со впитывающей способностью 70 мм/10 мин или тонкий слой впитывающего материала пропитывают последовательно реагентами для осаждения в его порах малорастворимых диэтилдитиокарбамината свинца, дитизоната цинка, дитизоната хрома и хромата серебра. Из полученных бумаг вырезают тест-полосы размером (3-4) / (80-90) мм и заклеивают термоспособом в трехслойную пленку как показано на фиг. 1 и 2. Полученную индикаторную пластину обрезают по 1 мм с обеих концов и опускают одним из них в исследуемую жидкость. После поднятия жидкости до второго конца измеряют длину окрашенной зоны в коричневый цвет для меди, оранжевый для кадмия, красный для цинка и обесцвеченную зону для хлоридов. Концентрацию определяют по предварительно построенным градуировочным графикам.

Пример определения Hg(II), Fe(III), F, Cu(II) при их совместном присутствии. Используют бумагу, пропитанную дитизонатом меди, гексацианоферратом (II) меди, ализаринатом циркония, диэтилдитиокарбаминатом цинка. Перед определением анализируемый раствор подкисляют 2 М раствором соляной кислоты до pH 1. Далее определение проводят аналогично первому примеру.

Изображенный на фиг. 3 вариант выполнения предлагаемой пластины отличается от описанного выше тем, что индикаторные элементы 4 имеют форму квадратов и расположены в каждом слое пластины в шахматном порядке. На фиг. 3 индикаторные элементы 4 одного слоя (нижнего) заштрихованы, чтобы отличить их от индикаторных элементов 4 другого слоя (незаштрихованные элементы верхнего слоя платины). При этом в полимерных пленках 1 и 3, изолирующих индикаторные элементы 4 нижнего и верхнего слоя пластины от окружающей среды, напротив центральной части каждого индикаторного элемента 4 выполнены отверстия 5, служащие для обеспечения контакта исследуемой жидкости с индикаторным элементом.

Для изготовления по этому варианту на полимерную пленку 1 в шахматном порядке располагают квадратики индикаторных элементов 4 с зазором между ними, равным или большим площади индикаторного элемента 4, сверху закрывают полимерной пленкой 2, в зазоры между индикаторными элементами 4 нижнего слоя располагают в шахматном порядке следующие ряды индикаторных элементов 4, заклеивают термоспособом при 100 - 150^oC. Над каждым индикаторным элементом 4 в слое полимерной пленки выполняют отверстие диаметром 0,3 - 0,7 мм.

При анализе полученную пластину опускают в исследуемую жидкость, или на пластину наливают слой исследуемой жидкости. Исследуемый раствор через отверстия в пленке впитывается индикаторным элементом 4. Качественный анализ проводят по возникновению характерной окраски индикаторного слоя, количественный - на пропорциональной зависимости от интенсивности окраски или диаметра окрашенного пятна.

При выборе оптимальных размеров диаметра отверстия использована индикаторная бумага, импрегнированная хроматом серебра и служащая для определения хлоридов по площади обесцвеченной зоны кирпично-красной бумаги. Оптимальный размер отверстия в пластине определен по скорости впитывания и форме полученной зоны обесцвечивания (см. таблицу).

Как следует из данных таблицы, оптимальным является отверстие с диаметром 0,3 - 0,7 мм.

Пример качественного и количественного анализа жидких проб.

Фильтровальную бумагу со впитывающей способностью 70 мм/10 мин импрегнируют хроматом серебра, диэтилдитиокарбаматом свинца, ализаринатом свинца, дитизонатом хрома, дитиозонатом цинка, дитизонатом меди, гексацианоферратом (II) меди для обнаружения и определения Cl, Cu(II), F, Zn(II), Cd(II), Hg(II), Fe(III) соответственно.

Из полученной бумаги вырезают квадратики размером (0,5 - 3) х (0,5 - 3) см и заклеивают в трехслойную пленку, как показано на фиг. 3. Над каждым индикаторным элементом 4 в полимерной пленке выполняют отверстие диаметром 0,5 мм. При анализе пластину опускают в исследуемую жидкость до пропитывания индикаторных элементов. По возникающим на индикаторах окраскам судят о наличии хлоридов (обесцвечивание), меди (коричневая зона), фторидов (желтая зона), цинка (красная зона), кадмия (оранжевая зона), ртути (красная зона), железа (синяя зона). А по площади или диаметру образующегося пятна определяют концентрацию, используя предварительно построенные градуировочные графики по стандартным растворам. Например, на бумаге размером 3х3 см диаметр окрашенной зоны для Fe(III) и Cu(II) при концентрации 0,1 - 100 мг/л изменяется от 1 до 21 мм.

Формула изобретения

1. Пластина для анализа компонентов жидких сред тест-методом, содержащая индикаторный элемент из капиллярно-пористого материала, пропитанный реактивным веществом и помещенный между слоями полимерной прозрачной пленки, отличающаяся тем, что она имеет несколько индикаторных элементов, пропитанных различными реактивными веществами, причем индикаторные элементы изолированы друг от друга слоями полимерной пленки.

2. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что индикаторные элементы размещены в двух слоях, отделенных друг от друга слоем прозрачной полимерной пленки, причем в каждом слое индикаторные элементы расположены с зазором по отношению друг к другу, а индикаторные элементы одного слоя расположены напротив зазоров между индикаторными элементами другого слоя.

3. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что индикаторные элементы имеют форму прямоугольных полосок и расположены параллельно друг другу.

4. Пластина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что индикаторные элементы имеют форму квадрата и расположены в каждом слое в шахматном порядке, причем в полимерной пленке, изолирующей индикаторные элементы от окружающей среды, напротив центральной части каждого индикаторного элемента выполнены отверстия, служащие для обеспечения контакта исследуемой жидкости с индикаторным элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4