[发明专利]重金属离子检测片、检测重金属离子的方法、试剂盒和传感器

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于检测含水液体中的重金属离子的检测片、使用这种检测片检测重金属离子的方法、通过所述检测方法对重金属离子进行检测的便携的试剂盒以及用于确定重金属离子的检测传感器。

背景技术

重金属(离子)污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要是由于采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素，导致环境中的重金属含量增加，特别是在水系中的重金属污染，由此导致环境质量恶化。

常用的一种检测含水体系中的重金属离子的方法是将重金属离子检测剂加入待检测的样品中，金属离子检测剂通过和重金属离子结合形成的有色复合物，即当体系变色时，则可以确定含有重金属离子。由于重金属离子检测剂-重金属离子复合物颜色的特异性，由此可以判断重金属离子的种类并检测出重金属离子的浓度。例如，通过双硫腙作为重金属离子检测剂，当待测样品中含有重金属离子如Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)和Zn(II)，双硫腙与重金属离子形成螯合状态，不同金属所形成的金属-双硫腙复合物显现不同的颜色，可借助UV-Vis色谱仪检测水溶液中低含量的Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)和Zn(II)等(如国标方法Hg(II)(GB7469-87)，Pb(II)(GB7470-87)，Cd(II)(GB7471-87)和Zn(II)(GB7472-87)。但是，由于通常需要实验室规模的仪器如UV-Vis色谱仪，另外还需要专业人员根据经验识别色谱仪检测结果，因此这种方法不适用现场快速监测。

此外，还可以将重金属离子检测剂固定在一种基底(也称为载体)如试纸或膜上，用来检测重金属离子。对于上述的检测方法，当将检测剂直接涂覆在载体例如试纸或膜上进行检测时，由于重金属离子检测剂和载体的结合性弱，容易发生重金属离子检测剂的泄露(脱落)，由此会影响重金属离子的检测；此外，在检测过程中，试纸上的重金属检测剂通过与水溶液中的重金属离子反应形成有色的复合物而显色从而通过与比色卡比较来确定含水体系中所含的重金属离子的种类，同时根据颜色的深浅来定性或定量重金属离子的浓度，由于固定在基底上的双硫腙等重金属检测剂是油溶性的、不溶于水，所以把试纸浸入待测的含水溶液中时，由于溶解性的差异，抑制了重金属离子和这些试剂产生螯合，直接导致反应试纸的检测下限通常高于国标方法。

因此，目前需要一种简便、低成本、具有高敏感性、高可靠性、稳定的重金属离子检测片，能够用来检测在含水体系中少量，甚至是微量的重金属离子。同时，要求该检测片能够在现场(原位)进行检测，并且能够高敏感性地检测重金属离子。此外，希望能够在定性检测重金属离子的同时，能够定量或半定量的检测重金属离子。

发明内容

本发明提供了一种用于检测含水体系中的重金属离子的检测片，包括基底、聚合物涂层和重金属离子检测剂层，其中所述聚合物涂层是疏水性(hydrophobic或water-repellent)的聚合物的涂层。

根据一个具体的实施方案，本发明提供了一种用于检测含水体系中的重金属离子的检测片，包括基底、聚合物涂层和重金属离子检测剂层，其中该聚合物涂层中的聚合物包括，但不限于，聚乙烯；聚氯乙烯；聚苯乙烯；聚丙烯；聚丁烯；聚异丁烯；聚甲醛；聚酰胺；聚碳酸酯；聚乳酸；聚四氟乙烯；聚对苯二甲酸乙二酯；环氧树脂；酚醛树脂；聚氨酯；聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；和聚甲基丙烯酸甲酯。

根据另一个具体的实施方案，本发明提供了一种用于检测含水体系中的重金属离子的检测片，包括基底、聚合物涂层和重金属离子检测剂层，所述聚合物选自聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。

本发明还提供了一种检测含水体系中的重金属离子的方法，将重金属离子检测片接触待测含水体系；振荡所述待测含水体系与检测片充分接触；观察检测片是否变色。其中，所述待测含水体系中含有能够溶解重金属离子检测剂的有机溶剂。

根据一个具体的实施方案，提供了一种检测含水体系中的重金属离子的方法，包括在待测含水体系中加入能够溶解重金属离子检测剂的有机溶剂；将涂覆有聚合物涂层和重金属检测剂的检测片接触待测含水体系；振荡所述待测含水体系使得检测片与含水体系充分接触；观察检测片是否变色。

本发明还提供了一种用于检测含水体系中的重金属离子的试剂盒(检测套件)，包括用于检测含水体系(溶液)中的重金属离子的检测片、有机溶剂、比色卡。