專利名稱：一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法
一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法
技術領域：
本發明涉及材料化學及物理化學領域，具體地說，是一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法。
背景技術：
在刑事偵查案件偵破過程以及在解決具有重大社會影響的事件中，需要對獲取的物證檢材進行涉毒組分的檢測與結果判斷，以提供可靠的、快速的、準確的檢測結果報告。檢測的物證樣品多種多樣，既有諸如血液、尿液、臟器等生物性樣品，又有食物食品類、液體類等非生物性樣品；包括毒物與毒品在內的涉毒組分繁多，屬性不一，如農藥類、藥物類、毒品類等等。其中，對于大體積水樣中投毒案件，其供檢測的樣品具有提取的樣品體積大、某些涉毒組分的含量極微，對樣品的前處理技術和檢測手段都提出更高要求。目前實驗室常用的樣品前處理方法主要有液液萃取(LLE)、固相萃取(SPE)等。液液萃取需要消耗大量有機溶劑，且對于水樣的萃取容易產生乳化現象，影響涉毒組分的有效提取率。固相萃取具有操作簡便，有機溶劑用量少的優點。但是傳統的固相萃取技術存在富集效率有限，目標化合物回收率低于液液萃取等問題。此外，在處理目標毒物濃度較低的水體樣品時，由于需要的水體樣品量較大，前處理時間較長。以磁性納米材料為基礎的固相萃取受到廣泛關注，在細胞分離、酶固定、蛋白分離和有機污染物富集等領域均有應用。磁性納米材料作為固相萃取吸附劑不僅具有一般納米顆粒比表面積大、表面活性高、吸附能力強的優點，還具有超順磁性。可直接分散在大體積樣品溶液中，利用磁場效應快速達到固液分離后，完成萃取操作。這種樣品的前處理方法的優點在于能借助外加電磁場將吸附了目標分析物的磁性固相萃取顆粒從大體積樣品中快速有效分離，無需進行過濾等操作，極大的節省了樣品前處理的寶貴時間，尤其可用于涉案現場涉毒物證的取樣。一般外加電場由強磁性永久磁鐵提供，此時磁性納米材料與磁鐵不易分離，給后續的分析檢測造成一定的難度。針對在案件現場對大體積物證中快速獲取涉毒組分的取樣困難，完全提取與快速分離分析的迫切需求，開發并研制出適合現場使用的樣品取樣裝置，對實現現場物證中涉毒組分的完全提取與快速分離測定，具有重要的實踐意義。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種水體中毒物的現場取樣裝置，其包含外殼，電磁鐵部件，電源部件，開關，滑動變阻器，手柄；其特征在于，電磁鐵部件為軟鐵芯和線圈組成，在軟鐵芯纏繞線圈，電磁鐵部件固定在外殼內部，手柄 設置在外殼上部，直流電源，開關和滑動變阻器固定在手柄中，直流電源的一極通過開關與線圈的一端相連，直流電源的另外一極通過滑動變阻器與線圈的另外一端相連，所述的外殼要求完全防水密封，用來隔絕水進入裝置內部。外殼可以為有機玻璃、塑料等各種防水非導電材料，形狀可以是圓柱形或長方體形，長約為3-lOcm。變阻器和開關用來調節電磁鐵磁性的大小和有無。所述的直流電源、變阻器、開關部分均包覆在操作手柄內。為方便探頭深入大體積(> 200mL)水體樣品中米樣,操作手柄宜稍長一些，為10_20cm。一種大體積水樣中涉毒組分的取樣裝置的使用方法:將具有選擇吸附效果的磁性納米材料放入現場取得的大體積水樣中，充分攪拌。接通現場取樣裝置電源，置于容器中，由于電磁鐵的作用，磁性納米材料被收集、附著在其絕緣外殼的表面，取出裝置，并將探頭插入小的收集瓶中。關閉電源，使電磁鐵的磁性消失，用少量溶劑(1-1OmL)將吸附了涉毒組分的磁性納米材料清洗到收集瓶中保存，返回實驗室檢測分析。所述的磁性納米材料具有核殼結構，內核結構部分為鐵氧體，殼部分為硅膠或高聚物，外部改性基團可以是單功能基團或多功能團混合，可以是十八烷基、聚乙二醇、氨基、磺酸基、石墨烯其中 的一種；也可以是滿足特殊樣品富集需要的環糊精、蛋白質、多糖類或分子印跡材料。與現有技術相比，本發明的積極效果是:(I)本現場取樣裝置具有組裝簡單，操作簡便，便于攜帶的優點。利用磁性納米材料具有超順磁性，磁響應強的特點，通過電磁鐵控制磁性的有無和大小，設計出基于磁場效應的現場涉毒物證中涉毒組分的采集富集裝置，極大的節省樣品前處理的時間，解決了體積大、目標物濃度低的樣品的富集采集問題，可直接用于現場取樣分析。(2)所使用的磁性納米材料可根據樣品的化學性質，調整表面功能基團種類和密度，實現樣品中涉毒目標組分的選擇性大容量富集。
圖1本發明中水體中毒物的現場取樣裝置示意2本發明中水體中毒物的現場取樣裝置使用方法示意圖附圖中標號分別為:1、外殼，2、軟鐵芯，3、線圈，4、手柄，5、滑動變阻器，6、直流電源，7、開關，8、燒杯，9、磁性納米材料。
具體實施方式以下提供本發明一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法的具體實施方式
。實施例1請參見附圖1，2，一種水體中毒物的現場取樣裝置，其包含外殼1，電磁鐵部件，電源部件，開關，滑動變阻器，手柄；其特征在于，電磁鐵部件為軟鐵芯2和線圈3組成，在軟鐵芯纏繞線圈，電磁鐵部件固定在外殼內部，手柄4設置在外殼上部，直流電源6，開關7和滑動變阻器5固定在手柄中，直流電源的一極通過開關與線圈的一端相連，直流電源的另外一極通過滑動變阻器與線圈的另外一端相連，使用表面鍵合十八烷基的磁性納米材料對大體積水樣中低濃度有機磷類、擬除蟲菊酯類和氨基甲酸酯類農藥進行富集。稱取15mg磁性納米材料放入盛有200mL涉毒組分水樣的容器燒杯8中，經充分攪拌操作。接通示意圖中電源開關7，將探頭I放入水中，磁性納米材料9被收集、附著在探頭I的表面，取出裝置，并將探頭插入15mL收集瓶中。斷開電源開關7，電磁鐵的退磁，加入2.5mL正己烷-丙酮(V: V = 75: 25)將磁性納米材料清洗到收集瓶中保存。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保 護范圍內。
權利要求
1.一種水體中毒物的現場取樣裝置，其包含外殼，電磁鐵部件，電源部件，開關，滑動變阻器，手柄；其特征在于，電磁鐵部件為軟鐵芯和線圈組成，在軟鐵芯纏繞線圈，電磁鐵部件固定在外殼內部，手柄設置在外殼上部，直流電源，開關和滑動變阻器固定在手柄中，直流電源的一極通過開關與線圈的一端相連，直流電源的另外一極通過滑動變阻器與線圈的另外一端相連。
2.如權利要求1所述的一種水體中毒物的現場取樣裝置，其特征在于，所述的外殼為有機玻璃、塑料各種防水非導電材料，形狀是圓柱形或長方體形，長為3-lOcm。
3.如權利要求1所述的一種水體中毒物的現場取樣裝置，其特征在于，變阻器和開關用來調節電磁鐵磁性的大小和有無。
4.如權利要求1所述的一種水體中毒物的現場取樣裝置，其特征在于，所述的直流電源、變阻器、開關部分均包覆在操作手柄內，操作手柄為10-20cm。
5.一種大體積水樣中涉毒組分的取樣裝置的使用方法:其特征在于，其具體步驟為，將具有選擇吸附效果的磁性納米材料放入現場取得的大體積水樣中，充分攪拌，接通現場取樣裝置電源，置于容器中，由于電磁鐵的作用，磁性納米材料被收集、附著在其絕緣外殼的表面，取出裝置，并將探頭插入小的收集瓶中；關閉電源，使電磁鐵的磁性消失，用少量溶劑(1-1OmL)將吸附了涉毒組分的磁性納米材料清洗到收集瓶中保存，返回實驗室檢測分析。
6.如權利要求5所述的一種大體積水樣中涉毒組分的取樣裝置的使用方法:其特征在于，所述的磁性納米材料具有 核殼結構，內核結構部分為鐵氧體，殼部分為硅膠或高聚物。
全文摘要
本發明涉及一種水體中毒物的現場取樣裝置及使用方法，電磁鐵部件為軟鐵芯和線圈組成，在軟鐵芯纏繞線圈，電磁鐵部件固定在外殼內部，手柄設置在外殼上部，直流電源，開關和滑動變阻器固定在手柄中，直流電源的一極通過開關與線圈的一端相連，直流電源的另外一極通過滑動變阻器與線圈的另外一端相連。本現場取樣裝置具有組裝簡單，操作簡便，便于攜帶的優點；利用磁性納米材料具有超順磁性，磁響應強的特點，通過電磁鐵控制磁性的有無和大小，設計出基于磁場效應的現場涉毒物證中涉毒組分的采集富集裝置，極大的節省樣品前處理的時間，解決了體積大、目標物濃度低的樣品的富集采集問題，可直接用于現場取樣分析。
文檔編號G01N1/40GK103245532SQ20131014411
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者張潤生, 張凌怡, 張玉榮, 高方園, 梁晨, 吳忠平, 葉海英, 鄭水慶, 王威, 張維冰 申請人:上海市刑事科學技術研究院, 華東理工大學