化学成分快速检测方法与流程

本发明属于化学检测
技术领域：
，具体涉及一种化学成分快速检测方法。
背景技术：
：化学成分的检测方法可分为化学分析法和仪器分析法两大类。化学分析法是以物质的化学反应为基础的经典分析方法，主要包括重量分析法、滴定分析法和比色分析法。比色分析法是以样品待测组分本身带有的颜色或者该组分与特定试剂或者显色剂作用生成有色的物质为基础，通过比较或测量颜色深度来确定待测组分的定性定量分析方法。比色分析法属于光谱分析法范畴，具有灵敏、快速、准确、简便等优点，是最常用的化学分析方法之一。常用的比色法有两种:目视比色法和光电比色法，常用的目视比色法是标准系列法，即用不同量的待测物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐渐递变的标准色阶。样品溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出色泽最相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分的含量。其缺点在于，操作繁琐，由于许多有色溶液颜色不稳定，每次检测往往需要重新配制标准色阶，而且适用范围小，只适合检测溶液。光电比色法需采用钨灯光源和滤光片，只适用于可见光谱区和只能得到一定波长范围的复合光，使它无论在测量的准确度、灵敏度和应用范围上都不如紫外-可见分光光度法，因此，已被紫外-可见分光光度法取代。紫外-可见分光光度法的仪器较贵，需要电源，特别是该法仍然只适合检测溶液。基于目视比色法原理，研发出了许多分析试纸。分析试纸，是用化学药品浸渍过的、可通过其颜色变化检验液体或气体中某些物质存在的一类纸。分为酸碱试纸、半定量试纸、区间试纸、生化试纸、试剂试纸等。其缺点是不适用于固体和半固体样品，而且只能检测单一成分。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有化学成分检测方法操作繁琐，适用范围小，或者仪器昂贵，检测成分单一的缺陷，提供一种设备简单，成本低，方法简便，易于操作，无需专业培训，可快速、原位检测，可同时测定多种成分，应用范围广的化学成分快速检测方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明的化学成分快速检测方法，其特征在于采用一种显色装置，与半固体样品、固体样品、气体样品或液体样品接触，直到显色完全后，与比色卡对照，即可对样品中的一种或者多种成分得到定性或半定量的检测结果；所述显色装置由内芯1、外套2和手柄3组成，外套2两端开口，套在内芯1的下部，内芯1的上端与手柄3连接；内芯1的上部设置有终点区6，终点区6的下面设置有检测区4，检测区4与终点区6之间设置有隔离区5，检测区4相互之间也设置有隔离区5；终点区6含有遇水或溶剂可变色或显色的物质，检测区4含有特异试剂或显色剂，隔离区5为空白；所述内芯1由吸水型或吸溶剂型材料制成。上述方案中，所述内芯1为圆柱状或片状。上述方案中，所述遇水或溶剂可变色或显色的物质为无水硫酸铜、无水氯化亚钴或遇水变色硅胶；特异试剂为比色法使用的可使待测化学成分发生特定化学反应的物质；显色剂为比色法使用的可使待测化学成分显色的物质。上述方案中，所述内芯1的制备方法如下：在内芯1上划分出检测区4、隔离区5和终点区6的范围，然后在检测区4上分别加入不同的特异试剂或者显色剂的溶液，在终点区6加入遇水或溶剂可变色或显色的物质的溶液，干燥后得到内芯1。上述方案中，所述比色卡的制备方法如下：将待测化学成分配成一系列不同浓度的标准溶液，加入与检测区4上相同的特异试剂或者显色剂，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。上述方案中，所述与半固体样品接触的具体步骤如下：对于半固体样品，先将内芯1插入外套2中，内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再利用外套2刺破半固体样品的表面，并继续把外套2插入样品中，样品中的液体就会通过虹吸作用依次到达内芯1上的各个检测区4和终点区6，直至终点区6变色或显色；然后使用比色卡对检测区4进行直接目视比色，或者通过放大镜放大检测区4再目视比色，或者通过紫外灯照射令检测区4显色后再目视比色，就可以对样品中的一种或者多种成分进行定性和半定量的分析。上述方案中，所述与固体样品接触的具体步骤如下：对于固体样品，可以预先在样品表面喷洒一些水、溶液或者溶剂，令表面完全润湿；再将内芯1插入外套2中，内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再利用外套2刺破固体样品的表面，并继续把外套2插入样品中，直到终点区6变色或显色为止；如果终点区6未变色或显色，需向样品表面再喷洒一些水、溶液或者溶剂，直到终点区6变色或显色为止；然后使用比色卡对检测区4进行直接目视比色，或者通过放大镜放大检测区4再目视比色，或者通过紫外灯照射令检测区4显色后再目视比色，就可以对样品中的一种或者多种成分进行定性和半定量分析。上述方案中，所述与气体样品接触的具体步骤如下：对于气体样品，将内芯1的底端露出外套2之外约1～5毫米，向内芯1露出的部分喷洒一些水、溶液或者溶剂润湿，再把显色装置放置在气体样品中；对于瓶装或者袋装的气体样品，可以先将内芯1向上拉至内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再把外套2插入样品瓶或者袋中，再通过手柄3将内芯1推出外套2以外，令内芯1的底端露出外套2之外约1～5毫米；然后将内芯1在气体样品中放置足够的时间，直到终点区6变色或显色为止；然后使用比色卡对检测区4进行直接目视比色，或者通过放大镜放大检测区4再目视比色，或者通过紫外灯照射令检测区4显色后再目视比色，就可以对样品中的一种或者多种成分进行定性和半定量分析。上述方案中，所述与液体样品接触的具体步骤如下：对于液体样品，如果液体是放置在开放式容器中，可以直接把内芯1的底端插入液体样品之中；对于密封在瓶中或者袋中的液体样品，可以先将内芯1向上拉至内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再把外套2插入样品瓶或者袋中，然后通过手柄3将内芯1推出外套2以外，令内芯1的底端露出外套2之外约1～5毫米，并浸没在液体样品中，直到终点区6变色或显色为止；然后使用比色卡对检测区4进行直接目视比色，或者通过放大镜放大检测区4再目视比色，或者通过紫外灯照射令检测区4显色后再目视比色，就可以对样品中的一种或者多种成分进行定性和半定量分析。显色装置中的外套不仅对内芯起保护作用，在检测时还具有破坏样品外壁的功能。隔离区使得一个内芯上可以设置多个检测区，各个检测区互不干扰，从而可以同时检测多种成分。终点区的设计更是别具匠心，可以一目了然的指示出检测区的显色过程是否完成。本发明对比色法进行了重大改进，实现了对样品中一种或者多种成分的快捷、高效的现场或者原位检测。本发明取得了以下有益效果：(1)避免了使用昂贵的仪器设备，却可以对多种化学成分进行检测,并可以半定量出化学成分的含量。(2)装置和辅助设备简单，方法简便，成本低，易于操作，适于现场或者原位分析。(3)集成度高，可以对从多种成分同时测定，简化了测试步骤，提高了测试效率。(4)操作方便，耗时短，无需专业培训，缩减了大量的人力和时间成本，从而提高生产效益。(5)灵活性强，可以根据不同的测试需要，把所有比色法使用的试剂和相应的特异反应都应用到本发明中来。(6)扩展了比色法的检测功能，不仅可以用于液体样品的检测，而且可以用于固体、半固体和气体样品。(7)应用范围广，广泛适用于环境监测、食品安全、化学化工、医药卫生、生物技术、商品检验等各个领域。综上所述，本发明克服了现有化学成分检测方法操作繁琐，适用范围小，或者仪器昂贵，检测成分单一的缺陷，提供的化学成分快速检测方法设备简单，成本低，方法简便，易于操作，无需专业培训，可快速、原位检测，应用范围广。附图说明：图1为本发明实施例一的显色装置的结构示意图。图2为本发明实施例二的显色装置的结构示意图。图中：1：内芯；2：外套；3：手柄；4：检测区；5：隔离区；6：终点区。具体实施例下面结合实施例和附图进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。实施例一本例的化学成分快速检测方法，采用的显色装置如图1所示，由内芯1、外套2和手柄3组成，外套2两端开口，套在内芯1的下部，内芯1的上端与手柄3连接；内芯1的上部设置有终点区6，终点区6的下面设置有三个检测区4，检测区4与终点区6之间设置有隔离区5，检测区4相互之间也设置有隔离区5；终点区6含有无水硫酸铜，三个检测区4分别含有石蕊酸碱指示剂、芳香族氨基磺胺和姜黄，隔离区5为空白；内芯1由吸水性材料制成。外套2由金属、玻璃、石英或有机聚合物等材料制成。内芯1为圆柱状。本例内芯1的制备方法如下：在内芯1上划分出检测区4、隔离区5和终点区6的范围，然后在三个检测区4上分别加入石蕊酸碱指示剂溶液、芳香族氨基磺胺的醇溶液、姜黄的饱和醇溶液，在终点区6滴上硫酸铜水溶液，然后放入烘箱45℃烘至终点区6脱水退色，得到内芯1。本例比色卡的制备方法如下：将酸碱物质、亚硝酸盐和硼酸盐配成一系列不同浓度的标准溶液，分别加入石蕊酸碱指示剂溶液、芳香族氨基磺胺的醇溶液、姜黄的饱和醇溶液，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。本例对半固体样品的猪肉进行新鲜度、亚硝酸和硼酸盐添加剂的检测，具体操作如下：将内芯1插入外套2中，内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，利用外套2刺破生猪肉的表面，并继续把外套2插入生猪肉中，生猪肉中的液体就会通过虹吸作用依次到达各个检测区4和终点区6，直至终点区6显色为止；再通过放大镜放大检测区4后，与比色卡对比进行目视比色，即可对猪肉样品的酸碱度、亚硝酸盐和硼酸盐进行定性和半定量的检测。本例检测结果如下：表一本例的检测结果检测成分酸碱度(pH)亚硝酸盐硼酸盐检测结果5-620-30ppm未检出由于正常新鲜猪肉的酸碱度多呈中性，pH值在7左右，而腐败变质的猪肉则呈偏酸性，pH值小于7，因此可以通过酸碱度来判断猪肉的新鲜度。同时还可对有害的亚硝酸盐和硼酸盐添加剂进行定性和半定量检测。实施例二本例的化学成分快速检测方法，采用的显色装置如图2所示，检测区4为四个，四个检测区4分别含有石蕊酸碱指示剂，黑格勒试剂，1-氨基-2-萘酚-4-磺酸、亚硫酸盐和氢醌的混合物，颉氨酶素、{4-[(2，6-二溴-4-硝苯基)氮]-2-八葵-1-萘酚和2，4，6，8-四硝基-5-十八烷环氧基-1-萘酚的混合物，终点区6含有无水氯化亚钴。内芯1为片状。本例内芯1的制备方法中，四个检测区4上分别加入石蕊酸碱指示剂溶液，黑格勒试剂，1-氨基-2-萘酚-4-磺酸、亚硫酸盐和氢醌的混合溶液，颉氨酶素、{4-[(2，6-二溴-4-硝苯基)氮]-2-八葵-1-萘酚和2，4，6，8-四硝基-5-十八烷环氧基-1-萘酚的混合溶液。在终点区6滴上氯化亚钴水溶液，然后放入烘箱40℃烘至终点区6脱水变色，得到内芯1。本例比色卡的制备方法如下：将酸碱物质和分别含有氮、磷、钾的化合物配成一系列不同浓度的标准溶液，分别加入石蕊酸碱指示剂溶液，黑格勒试剂，1-氨基-2-萘酚-4-磺酸、亚硫酸盐和氢醌的混合溶液，颉氨酶素、{4-[(2，6-二溴-4-硝苯基)氮]-2-八葵-1-萘酚和2，4，6，8-四硝基-5-十八烷环氧基-1-萘酚的混合溶液，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。本例对固体样品的土壤进行酸碱度和养分含量的检测，具体操作如下：先预先在土壤表面喷洒一些去离子水，令表面完全润湿；再将内芯1插入外套2中，内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，将外套2底端插进土壤的表面，并继续深入土壤中，观察土壤中的浸出液是否通过虹吸作用依次到达了各个检测区4和终点区6；如果终点区6未变色，就再向土壤表面喷洒一些去离子水，直到终点区6变色；然后将内芯1拔出，对照比色卡进行直接目视比色，即可对土壤的酸碱度、氮、磷和钾进行定性和半定量的检测。本例检测结果如下：表二本例的检测结果检测成分酸碱度(pH)氮磷钾检测结果8-9100-150ppm40-60ppm125-150ppm本例可以简单、快速的测试土壤酸碱度，并半定量出氮、磷、钾的含量，有助于农民改良盐碱地和科学施肥，提高农业生产的经济效益。其余同实施例一。实施例三本例的化学成分快速检测方法，采用的显色装置检测区4为三个，三个检测区4分别含有2，4－二硝基苯腙－4，5－二杂氮芴酮与钌的配合物，醋酸铅，淀粉碘化钾，终点区6含有遇水变色硅胶。本例内芯1的制备方法中，三个检测区4上分别加入2，4－二硝基苯腙－4，5－二杂氮芴酮与钌的配合物溶液，醋酸铅溶液，淀粉碘化钾溶液。在终点区6涂上遇水变色硅胶，然后放入烘箱50℃烘至终点区6脱水变色，得到内芯1。本例比色卡的制备方法如下：将氟化氢、硫化氢和氯气配成一系列不同浓度的标准溶液，分别加入2，4－二硝基苯腙－4，5－二杂氮芴酮与钌的配合物溶液，醋酸铅溶液，淀粉碘化钾溶液，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。本例对气体样品的工业尾气进行氟化氢、硫化氢和氯气含量的检测，具体操作如下：将内芯1插入外套2中，内芯1的底端露出外套2之外约1～5毫米，向内芯1露出的部分喷洒一些氢氧化钠水溶液润湿，然后放置在工业尾气排放口，直到终点区6变色为止；最后对照比色卡进行直接目视比色，即可对工业尾气中的氟化氢、硫化氢和氯气进行定性和半定量的检测。本例检测结果如下：表三本例的检测结果(单位：ppm)检测成分氟化氢硫化氢氯气检测结果1000-1200180-200未检出本例可以简单、快速的测试尾气中的有害气体成分，并半定量出有害成分的含量，有助于及时采取措施处理尾气再排放，可有效降低对环境的污染。其余同实施例一。实施例四本例的化学成分快速检测方法，采用的显色装置检测区4为三个，三个检测区4分别含有丁二酮肟，罗丹明类衍生物，二硫代安替比林甲烷，终点区6含有遇水变色硅胶。本例内芯1的制备方法中，三个检测区4上分别加入丁二酮肟溶液，含罗丹明类衍生物的Tris-HCl缓冲液，二硫代安替比林甲烷。在终点区6涂上遇水变色硅胶，然后放入烘箱40℃烘至终点区6脱水变色，得到内芯1。本例比色卡的制备方法如下：将分别含有镍、汞、砷的化合物配成一系列不同浓度的标准溶液，分别加入丁二酮肟溶液，含罗丹明类衍生物的Tris-HCl缓冲液，二硫代安替比林甲烷，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。本例对液体样品的工业废水进行镍、汞和砷含量的检测，具体操作如下：取少量工业废水放入玻璃样品瓶，瓶口放上橡胶垫片，再用顶空盖盖紧、密封。将内芯1向上拉至内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再用外套2刺破橡胶垫片，插入样品瓶中，然后通过手柄将内芯1推出外套2以外，令内芯1的底端露出外套2之外约1～5毫米并浸没在待测工业废水中，直到终点区6变色为止；把内芯1拔出，用紫外灯照射令检测区显色后再对照比色卡目视比色，即可对工业废水中的镍、汞和砷进行定性和半定量的检测。本例检测结果如下：表四本例的检测结果(单位：ppm)检测成分镍汞砷检测结果1500-17005-1020-40本例可以简单、快速的测试废水中的重金属，并半定量出重金属的含量，有助于及时调整废水处理所用的重金属处理药剂和处理工艺，有效降低废水处理成本。其余同实施例一。实施例五本例的化学成分快速检测方法，采用的显色装置检测区4为一个，检测区4含有硝酸银，终点区6含有无水氯化亚钴。本例内芯1的制备方法中，检测区4上加入硝酸银溶液，在终点区6滴上氯化亚钴水溶液，然后放入烘箱40℃烘至终点区6脱水变色，得到内芯1。本例比色卡的制备方法如下：将硫化物配成一系列不同浓度的标准溶液，分别加入硝酸银溶液，得到相应的色阶，将该色阶制成卡片得到比色卡。本例对半固体样品的稀饭、蛋羹和猕猴桃进行硫化物的检测，具体操作如下：分别取少量稀饭、蛋羹和猕猴桃；将内芯1插入外套2中，内芯1的底端距离外套2底端约1～5毫米，再利用外套2底端刺破样品的表面，继续把外套2插入样品中，直到终点区6变色为止；然后对照比色卡进行直接目视比色，对样品中的硫化物进行定性和半定量的检测。本例检测结果如下：表五本例的检测结果(单位：ppm)食物稀饭蛋羹猕猴桃硫化物含量未检出1-51-5本例可以完全取代古法的银针探毒，只要样品中含有硫化物，检测区就会变成黑色，并可以通过比色判断出硫化物的含量，令检测更准确。其余同实施例一。当前第1页1 2 3