一种检测水中氯离子浓度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种检测水中氯离子浓度的方法，具体涉及一种微流控纸芯片法检测水中氯离子浓度，本方法使用的试剂为硫氰酸汞-甲醇溶液和硝酸铁-浓硝酸溶液，通过绘制标准曲线，利用一定浓度范围内氯离子浓度与灰度值成正比关系拟合得到线性方程，本发明的方法仅需照相设备及电脑即可完成检测，简单方便。
【专利说明】一种检测水中氯离子浓度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种一种氯离子浓度的测试方法，具体涉及一种微流控法检测水中氯离子浓度的方法。
【背景技术】
[0002]微流控纸芯片(paper-based microfluidics),简称纸芯片，是以纸(如滤纸、色谱纸、硝酸纤维膜等)作为芯片主要制作材料，用一定的技术手段在纸芯片上形成亲水和疏水相间的区域，形成纸通道，并集成了进样、分离、反应、检测等基本操作单元，以可控流体贯穿整个系统，实现常规实验室的分析功能的一种芯片。自2007年初哈佛大学Martinez等首次提出该概念并依此制作出纸芯片以来，微流控纸芯片已成功应用于医疗诊断、环境监测、食品安全及营养监测等领域，关于它的研究也受到越来越多的关注。同传统的材料如有机硅片、有机玻璃等作为芯片的基本材料相比，微流控纸芯片有其独特而又极具吸引力的优点，如:它的成本低、可再生、易处理、来源丰富，不仅如此，微流控纸芯片的制作方法也非常简单。
[0003]关于氯离子的检测，现有技术中有摩尔法、电位滴定法、汞盐滴定法、PCl电极法、共沉淀富集分光光度法、离子色谱法等多种方法，然而这些方法不仅复杂繁琐，还经常使用诸如紫外分光光度计等仪器，成本较高。本发明将微流控测试方法引入氯离子的检测，不仅方便快捷，而且微流控纸芯片的使用也将大大节约检测成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种简单、成本低的检测水中氯离子浓度的方法。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种检测水中氯离子浓度的方法，包括以下步骤:
(1)制备检测所需要的微流控纸芯片，制备检测所需要的微流控纸芯片，所述微流控纸芯片包括亲水区和疏水区，所述亲水区设有若干液体入口及一个反应显色区
(2)配制硫氰酸汞的甲醇溶液及硝酸铁-浓硝酸溶液；
(3)分别配制浓度为0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0 mg/L, 3.0 mg/L 和5.0 mg/L的氯化钠水溶液；
(4)分别将所述的氯化钠水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸铁-浓硝酸溶液同时加入步骤(I)中的微流控纸芯片各个液体入口中，等待所述微流控纸芯片反应显色区反应3-5分钟；
(5)待步骤(4)中的反应显色区显色后，用相机对步骤(4)中的显色反应区进行拍摄；
(6)将步骤(5)中拍摄的照片传入电脑中，用图像分析软件将所述反应区域中的图像信号转化为灰度值信号；
(7)利用步骤(6)中的灰度值信号绘制氯离子浓度、灰度值标准曲线，以氯离子浓度为横坐标，灰度值为纵坐标，拟合得到的线性方程为:y=27.4x+27.4，R2为0.997， (8)用待测水样替换步骤(4)中的氯化钠水溶液，重复步骤(4)- (7)，将得到的所述待测样的灰度值带入步骤(7)中的线性方程，得到待测水样浓度。
[0006]进一步地，所述步骤(1)中的微流控纸芯片为普通滤纸型芯片；
进一步地，所述步骤(1)中的微流控纸芯片的制作方法为喷蜡打印法，依次包括步骤:纸芯片图样设计、喷蜡打印、烘烤渗透。
[0007]进一步地，所述步骤(2)氰酸汞的甲醇溶液浓度为质量浓度为:0.4%。
[0008]进一步地，所述步骤(2)硝酸铁-浓硝酸溶液浓度为:0.30mol/L-5.0mol/L。
[0009]进一步地，所述微流控纸芯片表面包裹一层疏水性透明膜。
[0010]有现有技术相比，本发明所达到的有益效果是:
(1)本发明提供的一种检测水中氯离子浓度的方法所需仪器少，成本低，方便快捷；
(2)微流控纸芯片的使用不仅环保而且廉价易得，制作简单；
(3)利用相机、电脑即可获得检测氯离子浓度的必要数据:灰度值，所需设备容易获得。
[0011](4)微流控纸芯片表面包裹一层疏水性透明膜可减少液体的挥发，提高检测精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例中的微流控纸芯片示意图；
图2是本发明实施例中的标准曲线及拟合的线性方程。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0014]生活生产中水中的氯离子过多不仅会腐蚀管道，造成损失，而且生活用水中氯离子含量过多还会损害人体健康，本发明提供了一种简单方便的检测水中氯离子浓度的方法，以下为本实施例中检测水中氯离子的方法，步骤为:
(1)制备检测所需要的微流控纸芯片1 ;该纸芯片为普通滤纸型纸芯片，该微流控纸芯片包括疏水区和亲水区，所述亲水区设有若干液体入口及一个反应显色区；制作方法为喷蜡打印法，包括纸芯片图样设计，该设计可用电脑绘图软件设计；喷蜡打印；烘烤渗透，烘烤条件为100°c，5-10min ;冷却至室温时备用，为了减少液体在流动过程中的损耗，该微流控纸芯片表面包裹一层透明疏水膜，疏水膜上设有与微流控纸芯片亲水区液体入口相对应的液体入口，关于制作所述微流控纸芯片的更详细的步骤，参考现有技术，在此不再赘述。本实施例中的微流控纸芯片1示意图如图1所示，其中2为硫氰酸汞-甲醇溶液进样口，3为硝酸铁-浓硝酸溶液进样口，4为待测水样进样口，5为反应显色区。
[0015](2)配制质量浓度为4%的硫氰酸汞-甲醇溶液、物质的量浓度为0.30mol/L-5.0mol/L 的硝酸铁 _ 浓硝酸溶液，及浓度为 0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0mg/L, 3.0 mg/L, 5.0 mg/L的氯化钠水溶液；溶液配制方法为教科书或其他文献中公开的方法，此处仅做简要介绍:
本发明所述的硫氰酸汞的甲醇溶液是由硫氰酸汞溶质及无水甲醇溶剂配制而成，硝酸铁-浓硝酸溶液配制方法为:先将一定量的硝酸铁溶液溶解在浓硝酸溶液中，然后再加入一定量的蒸馏水稀释，所以所述硝酸铁-浓硝酸浓度指的是硝酸铁的水溶液浓度及硝酸的水溶液浓度。
[0016](3)分别将所述的氯化钠水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸铁-浓硝酸溶液同时加入步骤(I)中的微流控纸芯片各个液体入口中，等待所述微流控纸芯片反应显色区反应3-5分钟；
(4)待步骤(4)中的反应显色区显色后，用相机对步骤(3)中的反应显色区进行拍摄；该处使用的是相机，普通拍照手机或其他拍照设备也可使用；
(5)将步骤(4)中拍摄的照片传入电脑中，用图像分析软件将所述反应显色区中的图像信号转化为灰度值信号；
(6)利用步骤(5)中的灰度值信号绘制氯离子浓度、灰度值标准曲线，如图2所示，实验发现氯离子浓度为0-20mg/L时，灰度与浓度成正比关系，以氯离子浓度为横坐标，灰度值为纵坐标，拟合得到的线性方程为:y=27.4x+27.4，R2为0.997 ；
(7)用待测水样替换步骤(4)中的氯化钠水溶液，重复步骤(4)-(6)，将得到的所述待测样的灰度值带入步骤(7)中的线性方程，得到待测水样浓度。
[0017]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)制备检测所需要的微流控纸芯片，所述微流控纸芯片包括亲水区和疏水区，所述亲水区设有若干液体入口及一个反应显色区； (2)配制硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸铁-浓硝酸溶液；
(3)分别配制浓度为0.05mg/L, 0.10 mg/L, 0.lmg/L, 1.5mg/L, 2.0 mg/L, 3.0 mg/L, 5.0mg/L的氯化钠水溶液； (4)分别将所述的氯化钠水溶液、硫氰酸汞的甲醇溶液，及硝酸铁-浓硝酸溶液同时加入步骤(1)中的微流控纸芯片各个液体入口中，等待所述微流控纸芯片反应显色区反应3-5分钟； (5)待步骤(4)中的反应显色区显色后，用相机对所述反应显色区进行拍摄； (6)将步骤(5)中拍摄的照片传入电脑中，用图像分析软件将所述显色反应区中的图像信号转化为灰度值信号； (7)利用步骤(6)中的灰度值信号绘制氯离子浓度、灰度值标准曲线，其中，氯离子浓度为横坐标，灰度值为纵坐标，拟合得到的线性方程为:y=27.4x+27.4，R2为0.997 ； (8)用待测水样替换步骤(4)中的氯化钠水溶液，重复步骤(4)-(7)，将得到的所述待测样的灰度值带入步骤(7)中的线性方程，得到待测水样浓度。
2.根据权利要求1所述的一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微流控纸芯片为普通滤纸型芯片。
3.根据权利要求1所述的一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的微流控纸芯片的制作方法为喷蜡打印法，依次包括步骤:纸芯片图样设计、喷蜡打印、烘烤渗透。
4.根据权利要求1所述的一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，所述步骤(2)氰酸汞-甲醇溶液浓度为质量浓度为:0.4%。
5.根据权利要求1所述的一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，所述步骤(2)硝酸铁-浓硝酸溶液浓度为:0.30mol/L-5.0mol/L。
6.根据权利要求2所述的一种检测水中氯离子浓度的方法，其特征在于，所述微流控纸芯片表面包裹一层疏水性透明膜。
【文档编号】G01N21/78GK104502332SQ201410733773
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】赵昌平, 吴淼淼 申请人:苏州国环环境检测有限公司